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《第1讲原子结构与性质》训练１．如图是四位同学学习了元素周期表后，对这节内容的认识，你认为不正确的是（）【答案】C【解析】氢元素中氕原子就不舍中子２．下列叙述错误的是（）A．13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B．1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等C．14C和14N的质量数相等。
它们的中子数不等D．6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等【答案】D【解析】13C和14C互为同位素；14C和14N质量数都为14，中子数分别为8、7；1H和2H 互为同位素，质子数相等；6Li和7Li互为同位素，质子教和电子数都对应相等，但中子数不相等．３．在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素种数为（）A．1种B．2种C．3种D．4种【答案】C【解析】符合此条件的元素有H、Be、Al三种元素。
４．下列各项中的两个分子核外电子总数不同的是（）A．H2O2和CH3OH B．HNO2和HClOC．H2O和CH4 D．HCl和F2【答案】B【解析】A项、D项分子中核外电子总数都为18，C项分子中核外电子总数均为10。
５．近20年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。
如在陆地生态研究中，2H、13C、15N、18C、34S等被视作环境分析指示原子。
下列说法中正确的是（）A．34S原子核内的中子数为16B．1H218O的摩尔质量为20 g·mol－1C．13C和15N核内的质子数相差2D．2H+核外电子数为2【答案】B【解析】选A项中S为16号元素，质量数为34，中子数为34－16=18，错误；B项中1H218O 的摩尔质量=(1×2+18) g·mol－1=20 g·mol－1，正确；C项中C为6号元素，N为7号元素，质子数相差1，错误；D 项中2H +核外电子数为0，错误。
６．从宏观方面看物质由元素组成，从微观方面看物质由粒子构成．下列说法不正确的是（ ）A ．质子数等于电子数的某微粒，可能是一种分子和一种离子B ．只由一种分子组成的物质一定为纯净物C ．Cl 3517与Cl 3717互为同位素D ．46 g NO 2和46 g N 2O 4含有的原子数相等【答案】A【解析】分子所含的电子数与质子数相等，而离子所含的电子敷与质子数不等，一种分子和一种离子中质子数与电子数分别相等是不可能的。
第1讲原子结构与性质考纲要求1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。
2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
考点一原子结构基础梳理·自我排查1.能层与能级(1)能层(n)在多电子原子中，核外电子的____是不同的，按照电子的____差异将其分成不同能层。
通常用__________表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。
(2)能级同一能层的电子的____也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用________等表示，同一能层里，各能级的能量按________的顺序升高，即__________。
2．原子轨道(1)原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。
电子云轮廓图给出了电子在________________的区域。
(2)能量关系①相同能层上原子轨道能量的高低：________________。
②形状相同的原子轨道能量的高低：________________。
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如np x、np y、np z轨道的能量相等。
3．基态原子的核外电子排布原理(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
下图为构造原理示意图，即基态原子核外电子原子轨道排布顺序图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳____个电子，且自旋状态____。
如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。
(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是________占据一个轨道，且自旋状态相同。
如2p3的电子排布为，不能表示为。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在____(p6、d10、f14)、____(p3、d5、f7)和____(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为_______________________。
选修3物质结构与性质第一节原子结构与性质原子核外电子排布(对应复习讲义第158页)1．能层、能级和原子轨道(1)轨道形状⎩⎪⎨⎪⎧s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形(2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。
(3)能量关系⎩⎪⎨⎪⎧①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s ……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2p x、2p y、2p z轨道的能量相同3．原子核外电子排布规律 (1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
构造原理：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。
构造原理示意图：(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。
[注] 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p 6、d 10、f 14)、半充满(p 3、d 5、f 7)和全空(p 0、d 0、f 0)状态时，体系的能量最低。
如24Cr 的基态原子电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1，而不是1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2。
4．电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁 ①基态―→激发态：当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。
第1讲原子结构与性质原子结构与性质讲述了原子的组成和特性。
原子是物质的基本单位，由带电质子和无电荷中子以及带负电子组成。
质子和中子聚集在原子的中心，形成了原子核，而电子环绕在原子核外。
原子的性质与其原子结构密切相关，因此理解原子结构对于理解物质的性质具有重要意义。
首先，我们来介绍原子的基本组成。
原子的最基本的单位是质子和中子，它们都集中在原子核中。
质子带有正电荷，中子是没有电荷的。
原子核的质量主要来自质子和中子。
而电子是带有负电荷的，其质量要比质子和中子轻得多。
电子环绕在原子核的外部。
一个普通原子由相等数量的质子和电子组成，因此它是电中性的。
原子的性质受到原子结构的控制。
首先，质子和中子的数量决定了原子的质量数，即原子的质量。
质子的数量称为原子的原子序数，决定了原子的化学性质，因为它决定了原子所具有的电荷。
正电荷相等于质子的数目。
原子核中的质子数量不能改变，因此一个元素的原子序数也不能改变，这是一个元素独特的标志。
另外一个重要的原子性质是原子的尺寸。
原子的尺寸可以通过一些实验技术进行测定。
测得的数据表明，原子的尺寸大约在1×10^-10米的数量级，即一个纳米级别。
相对于尺寸来说，原子的质量非常小，因此我们通常使用摩尔来表示物质的数量。
1摩尔是指包含6.02x10^23个原子的物质。
这个数量被称为阿伏伽德罗常数，是指在一个摩尔中含有的原子或分子的数量。
原子还可以通过能级结构来描述。
根据量子力学的理论，电子被认为是在不同的能级上运动的。
一个原子的能级是由它的电子云所决定的。
电子云是指电子在原子核周围的空间分布。
当电子从低能级跃迁到高能级时，它会吸收能量，因为电子在更远离原子核的位置具有更高的能量。
当电子从高能级回到低能级时，它会释放出能量，这就是光的产生。
原子的化学性质也与原子的化学键有关。
化学键是指原子之间的相互作用力。
主要的化学键有共价键、离子键和金属键等。
共价键是通过共享电子来实现的，离子键是通过电子的转移来实现的，而金属键则是在金属结构中形成的。
化学-选择性必修第2册-基础知识汇总第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时能层与能级基态与激发态一、能层与能级1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。
1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。
1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。
1．能层(1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。
(2)序号及符号能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。
(3)能量关系能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
2．能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。
(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为n s、n p、n d、n f等。
3．能层、能级与最多容纳的电子数能层一二三四五六七……(n)符号K L M N O P Q……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多22626102610142……………………电子281832………………2n2数由上表可知：(1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。
(2)s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。
(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层的序数)。
二、基态与激发态原子光谱1．基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化激发态原子基态原子吸收能量释放能量，主要形式为光2.光谱(1)光谱的成因及分类（2）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
第一章 原子结构与性质一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量说明：构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。
（4）洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。
比如，p3的轨道式为或，而不是。
洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全↑↓ ↑↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr 4s24p6。
4. 基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。
第1讲 原子结构与性质
１．原子结构模型的演变。
例1．原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型、(2)为卢瑟福行星运转式
原子模型、(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型、(4)为近代量子力学原子模型、(5)为玻尔轨道式原子模型。
其中符合历史演变顺序的一组排列是 （
）
A ．(1)(3)(2)(5)(4)
B ．(1)(2)(3)(4)(5)
C ．(1)(5)(3)(2)(4)
D ．(1)(3)(5)(4)(2)
【答案】A
原子的质量主要集中在 原子核 上，原子的体积是指核外电子运动占据的空间，所以 核电荷数相同，电子数越多，原子半径越 大 ， 电子数相同，核电荷数越大，原子半径越 小 ，
３．表示方法：X A
Z ，其中A 表示 质量数 ，Z 表示 质子数，A －Z 表示 中子数。
４．原子的核电荷数与质子数、中子数、电子数、质量数之间的数量关系：
A
Z
质量数质子数n
X
±化合价±n 电荷原子个数
： 质量数A ＝ 质子 数Z ＋ 中子 数N
原子在化学变化中，原子核不发生变化，核外电子可以得失。
X A Z
：电子数＝ Z
，X A Z
n+
：电子数＝ Z －n ，
X
A
Z
m －
：电子数＝ Z+m 。
例2．填空
粒子符号 质子数 中子数 电子数 质量数 （1）136C
6 7 6 13 （2）3216S
2－
16 16 18 32 （3）11H
1
1
1
核外电子
原子核
质子
中子
例3．X 、Y 、Z 和R 分别代表四种元素，如果a X m+、b Y n+、c Z n －
、d R m －
四种离子的电子层
结构相同，（a ，b ，c ，d 为元素的原子序数)，则下列关系正确的是 （ ） A ．a – c = m - n B ．a - b = n – m C ．c - d = m + n D ．b - d = n + m 【答案】D
【解析】a X m+、b Y n+、c Z n －、d R m －
四种离子的电子层结构相同，则有a-m=b-n=c+n=d+m
例4．在离子RO 3n －
中共有x 个核外电子，R 原子的质量数为A ，则R 原子核内含有中子
数为 （ ） A ．A – x + n + 43 B ．A – x – n -24
C ．A – x + n +24
D ．A + x – n – 24 【答案】C
【解析】设R 的质子数为Z ，则Z+8×3+n=x ，解得Z = x-24-n ， ∴R 原子核内含有中子数=A-[x-24-n]= A – x + n +24
５．元素：具有相同 质子数 的一类原子的统称，如质子数为1的原子都统称为 氢元
素；
核素：具有一定 质子数 和 中子数 的一种原子，如氢元素有三种核素： H 1
1、 H
21 、H 31 。
同位素：把 质子数 相同、 中子数 不同的核素互称为同位素，如 H 11 是 H 21的
同位素 。
重要的同位素及其应用：
H
符号 1H 2H 3H 重氢、超重氢是制造氢弹的原料。
符号 H D T 名称 氕 氘 氚 名称
氢
重氢
超重氢
C
C 126
相对原子质量的标准 阿伏加德罗常数的标准 C 146
可用于考古断代
例5．H 、D 、T 、H +可以用来表示 （ ）
A ．同一种原子
B ．化学性质不同的氢原子
C ．氢元素
D ．氢的四种核素 【答案】C
６．质量数，核素的相对原子质量，核素的近似相对原子质量，元素的相对原子质量 （1）原子（核素）的相对原子质量：以12C 原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量
跟它相比较所得的比值，就是这种原子（核素）的相对原子质量。
公式为：
)(12
1
X (Ar(X)12原子原子）C m m ⋅=
（2）核素的近似相对原子质量：核素的相对原子质量取整数即核素的近似相对原子质量，
此数值与核素的质量数相等。
（3）元素的相对原子质量（元素的平均相对原子质量）：按某元素各种天然同位素原子在
自然界中的百分含量求得的平均值。
（4）元素的近似相对原子质量：按某元素各种天然同位素原子在自然界中的百分含量，
用核素的近似相对原子质量代替核素的相对原子质量求得的平均值。
符号 质量数
同位素的相 对原子质量 同位素的近似 相对原子质量
自然界中各同位素 原子的个数百分数
3517
Cl 35 34.969 35 75.77% 3717
Cl
37
36.966
37
24.23%
Cl 元素的相对原子质量 M(Cl)＝34.969×75.77%+36.966×24.23%＝35.453 Cl 元素的近似相对原子质量
M(Cl)＝35×75.77%+37×24.23%＝35.485
例6．核内中子数为N 的R 2＋
离子，质量数为A ，则n g 它的氧化物中所含质子的物质的
量是 （ ）
A ．
ol
8)m N (A 16
A n +-+
B ．
ol 10)m N (A 16
A n +-+ C ．ol 2)m N (A --
D ．ol 6)m N (A A
n +-
【答案】A
【解析】+
-2R A N A ~~~~~~RO~~~~~~~~~~~~~~~ [（A-N ）+8]质子
1 mol
（A-N+8）mol
1
)16(-⋅+mol g A ng
mol N A A n
)8()
16(+-+ 例7．铜有两种天然同位素6329Cu 和6529Cu ，已知铜的相对原子质量是63.5，则63
29Cu 的物质
的量分数是
（ ）
A ．75%
B ．25%
C ．50%
D ．45%
【答案】A
【解析】设63
29Cu 的物质的量分数为x
63×x+65×(1-x)=63.5 得=0.75
例8．某元素一种同位素原子的质子数为m ，中子数为n ，则下述论断正确的是（
）
A ．不能由此确定该元素的相对原子质量
B ．这种元素的相对原子质量为m+n
C ．若碳原子质量为w g ，此原子的质量为(m+n)w g
D ．核内中子的总质量小于质子的总质量 【答案】A
【解析】元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子在自然界中的百分含量求得的平均值，B 错误；设该原子质量为x ，12
n
m wg x +=
，x=wg n m ⨯+12，C 错误；中子的数目与质子数目没有必然关系，D 错误。
例9．简单原子的原子结构可用下图形象地表示为：
其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的组合是 （ ）
a ．①②③互为同位素
b ．①②③互为同素异形体
c ．①②③是三种化学性质不同的粒子
d ．①②③具有相同的质量数
e ．①②③具有相同的质量
f ．①②③是三种不同的原子 A ．a 、f B ．b 、c
C ．d 、e
D ．e 、f
【答案】A
【解析】①②③分别是H 11、H 21、H 3
1，互为同位素，是三种化学性质相同的粒子，具有相
同的质子数和电子数，不同的中子数。
