2020年高考化学复习：原子结构与性质学案
第十一单元选修3 物质结构与性质
第1讲原子结构与性质
命题一电子排布
1.按要求填空。
(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。
(2)(2018年全国Ⅱ卷,35节选)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)
为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。
(3)(2018年全国Ⅲ卷,21节选)Zn原子核外电子排布式为。
(4)(2018年江苏,35节选)Fe2+基态核外电子排布式为。
解析(1)基态Li原子能量最低,而电子排布图中D项所示状态为基态。处于激发态的电子数越多,原子能量越高,A项中只有1个1s电子跃迁到2s轨道;B项中1s轨道中的两个电子一个跃迁到2s轨道,另一个跃迁到2p轨道;C项图中1s轨道的两个电子都跃迁到2p轨道,故C项表示的原子能量最高。(2)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,则价层电子排布图为。基态S原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4,电子占据的
最高能级为3p能级,电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(3)Zn为30号元素,价层电子数为12,则电子排布式为[Ar]3d104s2。(4)Fe为26号元素,基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2;Fe失去最外层的2个电子得到Fe2+,故Fe2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。
(1)D;C
(2) ; 哑铃(纺锤)
(3)[Ar]3d104s2
(4)[Ar]3d6(或1s22s22p63s23p63d6)
2.(2017年全国Ⅰ卷,35节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)元素K的焰色反应呈紫`红色,其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号)。
A.404.4
B.553.5
C.589.2
D.670.8
E.766.5
(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。
(1)紫色光的辐射波长范围为400 ~430 nm。(2)基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增大,处于N层上的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。
(1)A (2)N;球形
3.按要求填空:
(1)(2017年全国Ⅱ卷,35节选)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)
为。
(2)(2017年全国Ⅲ卷,35节选)Co基态原子核外电子排布式为,元素Mn 与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是。
(3)(2016年全国Ⅱ卷,37改编)镍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。
(4)(2016年全国Ⅰ卷,37改编)基态Ge原子的核外电子排布式为,有
个未成对电子。
(5)(2016年江苏,21节选)Zn2+基态核外电子排布式为。
(6)(2015年全国Ⅰ卷,37节选)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中,核外存在对自旋相反的电子。
解析(1)根据构造原理可知,氮原子的价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原
理可知,其价电子的轨道表达式为
(2)根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或
[Ar]3d74s2。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、
1s22s22p4,前者的3d轨道中5个电子均未成对,后者的2p轨道中有2个电子未成对,所以
Mn的基态原子核外未成对电子数较多。
(3)Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个
不同的轨道,其未成对电子数为2。
(4)Ge(锗)元素在周期表的第四周期ⅣA族,因此核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,p轨道上的2个电子是未成对电子。
(5)Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2+,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(6)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。基态14C原子的电子排布图为,则核外存在2对自旋相反的电子。
答案(1)
(2)1s22s22p63s23p63d74s2{或[Ar]3d74s2};Mn
(3)1s22s22p63s23p63d84s2{或[Ar]3d84s2};2
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2{或[Ar]3d104s24p2};2
(5)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}
(6)电子云;2
命题二电离能及电负性
4.按要求填空。
(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为kJ·mol -1,键键能为kJ·mol-1。
(2)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是
。
解析(1)根据图像及第一电离能的概念(气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量),Li原子的第一电离能是520 kJ·mol-1。键的键能是249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1。(2)Zn的电子排布式为[Ar]3d104s2,Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1,故Zn的第一电离能比Cu大。
(1)520;498
(2)大于;Zn的核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
5.按要求填空。
(1)(2017年全国Ⅲ卷,35节选)元素Mn与O中,第一电离能较大的是。
(2)(2017年全国Ⅱ卷,35改编)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈现异常的原因是。
(3)(2016年全国Ⅱ卷,37节选)元素铜与镍的第二电离能分别为I Cu=1958 kJ·mol-1、
I Ni=1753 kJ·mol-1,I Cu>I Ni的原因是。
(4)(2016年全国Ⅲ卷,37节选)根据元素周期律,原子半径Ga As,第一电离能Ga As。(填“大于”或“小于”)
(1)O是非金属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn的。(2)由图可知,除N外,同周期元素随核电荷数的增大,E1逐渐增大,这是因为随原子半径逐渐减小,结合一个电子需要释放出更多的能量;N原子的2p轨道处于半充满状态,不易再结合一个电子,故E1呈现异常。(3)铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子所需要的能量,镍的第二电离能失去的是4s1电子所需要的能量,前者属于稳定状态,故第二电离能:I Cu>I Ni。(4)Ga和As均属于第四周期元素,且原子序数Ga (1)O (2)同周期元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子 (3)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子 (4)大于;小于 6.按要求填空。 (1)(2017年江苏,21节选)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为。 (2)(2016年全国Ⅰ卷,37改编)Zn、Ge、O的电负性由大到小的顺序是。 (3)(2015年全国Ⅱ卷,31改编)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是。 (4)(2015年福建理综,31节选)CH4和CO2所含三种元素电负性从小到大的顺序 为。 (1)H (2)O>Ge>Zn (3)O (4)H 见《自学听讲》P222 原子核外电子排布 1.能层、能级与原子轨道的关系 注意:(1)能层(n)即电子层,不同能层的电子离核越远,能量越高,所在能层的序数越大。 (2)同一能层里电子根据能量不同,又分成不同的能级,每一能层的能级数等于能层的序数,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高。 2.原子轨道 (1)轨道形状 a.s能级电子的原子轨道呈⑩。 b.p能级电子的原子轨道呈。 (2)各能级上的原子轨道数目 原子轨道 (3)能量关系 a.相同能层上原子轨道能量的高低:ns b.形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s…… c.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。 注意:(1)由于核外电子的概率分布看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云,电子云轮廓图称为原子轨道。 (2)各能层的原子轨道数为n2。 3.基态原子核外电子排布依据 (1)能量最低原理 原子的核外电子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处于。 下图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图。 (2)泡利原理 1个原子轨道里最多容纳个电子,且自旋方向。 如2s轨道上的电子排布图为,不能表示为。 (3)洪特规则 电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先,且自旋方向相同。如2p 3的电子排布图为,不能表示为。 注意:(1)所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。 (2)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低,如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。 4.基态原子核外电子排布的表示方法 ) 5.基态、激发态及光谱 (1)电子跃迁示意图 (2)原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素的种类,称为光谱分析。 ⑨2n2⑩球形对称哑铃形 1 3 5 7 相等最低状态 2 相反单独占据一个轨道1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4↑↓ ↑↓↑↑3s23p4 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)p能级的能量一定比s能级的能量高。( ) (2)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。( ) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等。( ) (4)2p x、2p y、2p z的能量相等。( ) (5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。( ) (6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2。( ) (7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s) (8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则。( ) (9)磷元素基态原子的电子排布图为 。( ) (1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)× 2.下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是( )。 A项,符合电子的基态排布原理,表示氮原子的最低能量状态,正确;B、C两项,2p 能级上的3个电子排布违背了洪特规则,不是基态原子的排布,错误;D项,表示基态B原子的核外电子排布,错误。 A 3.写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。 (1)N:①; ②; ③; ④。 (2)Cl:①; ②; ③; ④。 (3)Fe2+:①; ②; ③; ④。 (4)Cu:①; ②; ③; ④。 (5)Se:①; ②; ③; ④。 (6)Br-:①; ②; ③; ④。 答案(1)①1s22s22p3②③5④3 (2)①1s22s22p63s23p5{或[Ne]3s23p5} ②③9④1 (3)①1s22s22p63s23p63d6{或[Ar]3d6} ②③14④4 (4)①1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1} ②③15④1 (5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4{或[Ar]3d104s24p4} ②③18④2 (6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6{或[Ar]3d104s24p6} ②③18④0 4.按要求填空。 (1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为;其价电子排布图为。 (2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为,C离子的结构示意图为。 (3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为,其基态原子的电子排布式为,其原子结构示意图为。 (4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子且只有一个未成对电子,E的元素符号为,其基态原子的电子排布式为。 (5)F元素的原子最外层电子排布式为ns n np n+2,则n= ;F原子中能量最高的是 能级的电子,其基态原子的电子排布图为。 答案(1)N; (2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2{或[Ar]3d64s2} (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1} (5)2 2p 核外电子排布的表示方法 表示核外电子分层排布和核内质子数 Na: Na +: 表示每个原子轨道中电子的运动状态 表示价电子的排布 原子结构与元素性质 1.原子结构与元素周期表的关系 2.每族元素的价电子排布特点(1)主族 (2)0族:He为,其他为。 (3)过渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。 3.元素周期表的分区 (1)分区简图 (2)各区元素分布及性质与价电子排布特点 区 4.电离能、电负性 (1)第一电离能:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 ,符号:,单位:。 (2)电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力 。 5.原子结构与元素性质的递变规律 原子核 外电子 能层数 ,最外 层电子数 最外层电子数 ,能层数 原子半逐渐 (0族除外) 逐渐 元素主要化合最高正价由 → (O 、 F 除外),最低负价 由 → 最高正价= (O 、F 除外),非金属元素最低负价= 原子得 失电子 得电子能力逐渐 ;失电子 能力逐渐 得电子能力逐渐 ;失电子能力逐渐 逐渐 专题13.1 原子结构与性质 （测试时间45分钟，满分100分） 姓名：班级：得分：一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分) 1．【2017届福建省华安一中高三上学期开学考试】若15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p X23P Y1，它违背了（） A．能量守恒原理 B．洪特规则 C．能量最低原理 D．泡利不相容原理 【答案】B 【解析】 试题分析：P原子3p能级上有3个轨道，3p能级上有3个电子，3个电子应该排在3个不同的轨道上，且自旋方向相同，若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p x23p y1，它违背了洪特规则，故选B。 考点：考查了原子核外电子排布的相关知识。 2．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是（） A．碱性：NaOH＜Mg（OH）2＜Al（OH）3 B．第一电离能：Na＜Mg＜Al C．电负性：Na＞Mg＞Al D．还原性：Na＞Mg＞Al 【答案】D 考点：考查元素周期律应用 3．下列说法或有关化学用语的表达正确的是（） A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 B．核外电子排布由1s22s22p63s1―→1s22s22p6的变化需要吸收能量 C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大 D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在周期表中属于s区元素 【答案】B 考点：考查物质的结构与性质相关知识 4．外围电子排布为3s23p5的元素在周期表中的位置是（） A．第三周期ⅦA族p区 B．第三周期ⅦB族p区 C．第三周期ⅦA族s区 D．第四周期ⅢB族s区 【答案】A 【解析】 试题分析：区的名称来自于按照构造原理最后通入电子的轨道名称，外围电子排布为3s23p5的元素是氯元素，位于元素周期表的第三周期ⅦA族p区，答案选A。 考点：考查元素周期表的结构 5．下列各项叙述中，说法不正确的是（） A．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 B．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态 C．最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大 D．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素 【答案】D 【解析】 试题解析：A．所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，故A正确；B．基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，当变为1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，变为激发态，故B正确；C．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以最外层电子排布为ns2np6（当只有K层时为1s2）的原子，第一电离能较大，故C正确；D．价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数是5，最后一个电子排在P轨道，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是P区元素，故D错误。 考点：原子核外电子排布 6．肯定属于同族元素且性质相似的是（） 2021年高三化学原子结构复习学案一、基础知识： （1）知识体系（概括说明）： 横：周期 结构 纵：族 元素周期律编排元素周期表 元素在周期表的位置、性质及原子结构 三者间的关系 周 期 性质子 2个 变原子核同位素 化中子（A-Z）个 原子结构 核外电子运动的特征—电子云 相核外电子 互核外电子排布的规律 作 用 化学键：离子键共价键金属键 网状 结构 非极性分子 分子间 作用力 （范德华力） 晶体结构：离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体 （二）知识要点： 1、原子结构 [1] 原子组成：原子组成符号： 位于原子的中心，半径 原子核 部的原子的质量。 原子核外电子运动的特征 核外电子 ② ③ ④[2]电子层的表示方法 电子层数 符号 最多容纳电 子数（2n2） 能量大小 < < < < < < [3] 几种关系： ① 质量数（A ）= + ② 质子数=核电荷数 A ：若质子数=核外电子数（ ） B ：若质子数>核外电子数（ ） （阴离子）质子数+电荷数= C ：若质子数<核外电子数（ ） （阳离子）质子数-电荷数= ③ 原子量、质量数、元素原子量 原子量________________________________________ 元素原子量___________________________________________ 近似原子量____________________________________________ 练习： 1．已知X 有两种同位素，A1Z X 、A2Z X ，，它们的质量分别为w 1、w 2 ，在自然界中原子百 分数分别为a%、（100-a ）%；一个12 6 C 原子的质量为w kg ，求X 的两种同位素的原子量、 X 的原子量、X 近似原子量。 2．某元素构成的双原子分子有三种，其式量分别为158、160、162。在天然单质中，此三种单质的物 质的量之比为1∶1∶1。由此推断以下结论中，正确的是 A ．此元素有三种同位素 B ．其中一种同位素质量数为80 C ．其中质量数为79的同位素原子占原子总数的1/2 D ．此元素的单质的平均式量为160 第一章 原子结构与性质知识点归纳 山东临沂市莒南三中（276600） 张琛 山东省烟台市蓬莱四中（265602） 马彩红 2．位、构、性关系的图解、表解与例析 (1)元素在周期表中的位置、元素的性质、元素原子结构之间存在如下关系： 同位素（两个特性） 3．元素的结构和性质的递变规律 4．核外电子构成原理 (1)核外电子是分能层排布的，每个能层又分为不同的能级。 随着原子序数递增 ① 原子结构呈周期性变化 ② 原子半径呈周期性变化 ③ 元素主要化合价呈周期性变化 ④ 元素的金属性与非金属形呈周期性变化 ⑤ 元素原子的第一电离能呈周期性变化 ⑥ 元素的电负性呈周期性变化 元素周期律 排列原则 ① 按原子序数递增的顺序从左到右排列 ② 将电子层数相同的元素排成一个横行 ③ 把最外层电子数相同的元素（个别除外），排成一个 纵行 周期（7个横行） ① 短周期（第一、二、三周期） ② 长周期（第四、五、六周期） ③ 不完全周期（第七周期） 性质递变 原子半径 主要化合价 元 素 周 期 表 族（18 个纵行） ① 主族（第ⅠA 族—第ⅦA 族共七个） ② 副族（第ⅠB 族—第ⅦB 族共七个） ③ 第Ⅷ族（第8—10纵行） ④ 结 构 (2)核外电子排布遵循的三个原理： a．能量最低原理b．泡利原理c．洪特规则及洪特规则特例 (3)原子核外电子排布表示式：a．原子结构简图b．电子排布式c．轨道表示式5．原子核外电子运动状态的描述：电子云 6．确定元素性质的方法 1．先推断元素在周期表中的位置。 2．一般说，族序数—2=本族非金属元素的种数(1 A族除外)。 3．若主族元素族序数为m，周期数为n，则： (1)m/n<1时为金属，m/n值越小，金属性越强： (2)m/n>1时是非金属，m/n越大，非金属性越强；(3)m/n=1时是两性元素。 《第一章第二节原子结构与元素的性质》复习学案考点一：元素周期表结构 1．原子结构 2.元素周期表三长三短一未满，七主七负一零一VIII 3.元素周期律 本质：核外电子周期性排布。元素周期表是元素周期律的表现。（1）最外层e-数：同周期1－8(K层例外) （2）原子半径：横减竖增(不包括稀有气体) （3）主要化合价：同周期+1→+7(F、O例外);-4→-1 4.位、构、性关系的图解、表解与例析 [例1].某周期ⅡA 族元素的原子序数为x ，则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是( ) A ．只有x +1 B ．可能是x +8或x +18 C ．可能是x +2 D ．可能是x +1或x +11或x +25 [例2].原子序数小于18的八种连号元素， 它们单质的熔点随原子序数增大而变化的趋势如图所示。图中X 元素应属（ ） A ．ⅢA 族 B ．ⅣA 族 C ．ⅤA 族 D ．ⅥA 族 [例3].X 、Y 、Z 是3种短周期元素，其中X 、Y 位于同一族，Y 、Z 处于同一周期。X 原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z 原子的核外电子数比Y 原子少1.下列说法正确的是 ( ) A ．元素非金属性由弱到强的顺序为Z 第2讲原子结构与原子核 ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU 知识梳理·自测巩固 一、原子结构光谱和能级跃迁 知识点1原子的核式结构 1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了__电子__，提出了原子的“枣糕模型”。 2．原子的核式结构： 观察上面两幅图，完成以下空格： (1)1909～1911年，英国物理学家卢瑟福进行了__α粒子散射实验__，提出了核式结构模型。 (2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上__仍沿原来的方向前进__，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至__大于90°__，也就是说它们几乎被“撞了回来”。 (3)原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的__几乎全部质量和全部正电荷__都集中在原子核里，带负电的电子在__核外空间运动__。 知识点2光谱 1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的__波长__(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2．光谱分类： 3．氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1 λ＝R( 1 22－ __1 n2__)(n＝3,4,5，…R是里德伯常量，R＝1.10×10 7 m－1)。 4．光谱分析：利用每种原子都有自己的__特征谱线__可以用来鉴别物质和确定物质的组 成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。 知识点3玻尔理论能级 1．玻尔的三条假设 (1)定态：原子只能处于一系列__不连续__的能量状态中，在这些能量状态中原子是__稳定__的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。 (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝__E m－E n__。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是__不连续的__，因此电子的可能轨道也是__不连续的__。 2．基态和激发态 原子能量最低的状态叫__基态__，其他能量较高的状态叫__激发态__。 3．氢原子的能级和轨道半径 (1)氢原子的能级公式：E0＝__1 n2E1__(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝__－13.6_eV__。 (2)氢原子的半径公式：r n＝__n2r1__(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m。 4．氢原子的能级图 二、原子核核反应和核能 知识点1原子核的组成 (1)原子核由__质子__和__中子__组成，质子和中子统称为__核子__。 (2)原子核的核电荷数＝__质子__数，原子核的质量数＝__质子数＋中子数__，质子和中子都为一个单位质量。 (3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示__质量数__，Z表示核电荷数。 知识点2天然放射现象 1．天然放射现象 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，简称能量最低原理。 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、30Zn 3d104s2、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。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K ：[Ar]4s1。 (2)电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二.原子结构与元素周期表 1.原子的电子构型与周期的关系 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He 为1s2外，其余为ns2np6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 (2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2.元素周期表的分区 (1)根据核外电子排布 ①分区 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 ↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 第17讲 原子结构 化学键 考点一 原子结构 核外电子排布 [知识梳理] 一、原子构成 1．构成原子的微粒及其作用 原子（A Z X ）???? ?原子核?????质子（Z 个）——决定元素的种类中子[（A －Z ）个 ]在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子（Z 个）——最外层电子数决定元素的化学性质 2．微粒之间的关系 (1)原子中：质子数(Z )＝核电荷数＝核外电子数。 (2)质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )。 (3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数。 (4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 3．微粒符号周围数字的含义 4．两种相对原子质量 (1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个 12C 原子质量的112 的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 (2)元素的相对原子质量：按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比(丰度)算出的平均值。例如：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。 二、元素、核素、同位素 1．元素、核素、同位素的关系 同位素的研究对象是原子；不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 2．同位素的特征 (1)同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎相同，物理性质差异较大。 (2)同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分比(丰度)不变。 同位素的“六同三不同” 3．氢元素的三种核素 1 H：用字母H表示，名称为氕，不含中子； 1 2 H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含有1个中子； 1 3 H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含有2个中子。 1 4．几种重要核素的用途 核素23592U 146C 21H 31H 188O 用途核燃料考古断代制氢弹示踪原子 1．核外电子排布规律 2014高考化学必备专题——原子结构 核外电子排布 【考纲解读】 【高考预测】《物质结构》可谓中学化学之灵魂，高考重现率几乎为100%，且常考常新，现将近两年全国各地高考试题中有关考点试题分类如下： 一、以等电子微粒结构为基点考查常见微粒的性质 二、以原子构成为切入点考查同素异形体的性质 三、以元素周期表的结构为载体考查简单推理能力 四、以元素周期律为指导考查分析判断能力 五、以分子结构与分子组成考查观察能力 六、借助微粒结构考查审题能力 一、原子的构成 质子 → 决定元素种类 原子核 → 质量数 1．原子A ZX 中子 → 决定同位素 电子数 → 最外层电子数 → 化学性质 核外电子 电子排布 → 电子层数 2．原子结构的表示方法 （1）原子结构示意图：表示原子的核电荷数和核外电子数在各电子层排布的图示（圆圈表示原子核，圆圈里面的数字表示核电荷数，“+”表示质子带正电，半弧表示电子层，半弧上的数字表示该层上的电子数）。如Cl 原子： （2）原子组成表示式：A ZX ，其中X 为原子符号，A 为质量数，Z 为质子数，A-Z 为中子数。 （3）电子式：在元素符号周围用“· ”或“×”表示最外层电子的图示。 3．构成原子或离子微粒间的数量关系： （1）质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 （2）质量数=质子数+中子数 （3）质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带电荷数 （4）质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带电荷数 （5）原子的质量数≈该同位素原子的相对原子量 （6）元素的质量数≈该元素的平均相对原子量 例1.（2013·上海化学·3）230Th 和232Th 是钍的两种同位素，232Th 可以转化成233U 。下列有关Th 的说法正确的是 A. Th 元素的质量数是232 B. Th 元素的相对原子质量是231 C. 232Th 转换成233U 是化学变化 D. 230Th 和232Th 的化学性质相同 【答案】D 二、元素、核素、同位素 1.元素、核素、同位素的区别与联系 元素是具有 的同一类原子的总称 核素是具有 和 的一种原子 同一元素的不同 之间互称为同位素 元素、核素、同位素间的关系可用右图表示： 2.原子中各粒子的作用 ① 数决定元素种类，同种元素的不同 ，其 数相同 数不同， ② 数和 数共同决定了原子(核素)的种类 元素 同位素 核素 核素 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 原子结构、元素周期律 二. 教学目标： 了解元素、核素和同位素的含义。知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系； 了解1～18号元素的原子核外电子排布，能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构； 了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用； 认识元素周期律的本质。掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质递变规律的关系； 了解原子结构、元素在周期表中的位置及其性质递变的规律。 三. 教学重点、难点： 1～18号元素的原子核外电子排布，能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构； 元素周期律的本质。掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质递变规律的关系； 四. 教学过程： （一）原子结构： 原子的组成 ［说明］ 1、与原子结构有关的量之间的计算关系式： （1）质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 （2）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N） 2、人们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。同一元素的不同核素之间互称同位素。同位素所研究的对象是微观粒子。 同位素的特征： （1）同一元素的各种同位素质量数不同，但化学性质几乎完全相同。 （2）在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。 3、能层与能级： 按核外电子能量的的差异将其分成不同的能层（用符号n表示）；各能层最多容纳的电子数为2n2，对于同一能层里能量不同的电子，还可将其分成不同的能级（l）。各能层所包 处于能量最低状态的就是基态，不符合排布规律的当然其能量也不处于最低态，这时原子的核外电子排布当然就不是基态而是激发态。如：C的核外电子排布如果是1s22s12p3就不是基态而是激发态。因为基态应该是1s22s22p2。 5、核外电子排布规律： ①构造原理：随着原子序数的递增，绝大多数元素的基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……；构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 ②能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量低的能级里，然后排布在能量较高的能级里。 ③泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。 ④洪特规则： a：电子排布在同一能级不同轨道时，电子总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同； b：有少数元素的气态基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系的能量最低，原子较稳定。此为洪特规则的特例。 6、原子结构的表示方法： （1）原子结构示意图：表示原子的核电荷数和核外电子在各电子层上排布的图示； （2）电子式：用“★”或“ ”在元素符号周围表示最外层电子的图示； （3）电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数。如：铬原子的电子排布式可写成：1s22s22p63s23p63d54s1，也可写成：[Ar]3d54s1 （4）轨道表达式：每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，按照能量由低到高的顺序由下而上所表示的电子排布图。如： 7、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→基态）能量，产生不同的光谱—原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 （二）元素周期律与元素周期表： 1、元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化，这个规律叫元素周期律。元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果，这就是元素周期律的实质。 2、元素周期表是元素周期律的具体表现形式。在元素周期表中，把电子层数即能层相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行，称为周期；再把最外层电子数相同的元素从上往下排成一个纵行，称为族。元素周期表共分为七个周期，18个纵行，分为七个主族，七个副族，3个第Ⅷ族和1个0族。 在元素周期表中，我们也可以按照元素原子基态的电子排布式最后一个电子所处的能级对元素周期表进行分区： 第一章原子结构与性质知识点归纳 山东临沂市莒南三中（276600） 张琛 山东省烟台市蓬莱四中（265602） 马彩红 1原子结构 电子的吸引 外） 电负性逐渐减小 电负性增大 主要化合价 正价+1到+7 负价-4到 最高正价等于族序数（F 、O 除 元素性质 金属性逐渐减弱，非金属性逐 金属性逐渐增强，非金属性逐 渐增强 渐减弱，第一电离能逐渐减小, 原 2?位、构、性 质子 核电荷 决定元素种 系的图解、表解与例析_?近似相对原子 （1原元素持中中子置、元素的性质子种素原子位原子不特下关系: 子决定主族元素的化学 原子的电子式 子结构最高正价=8- F 原子纟逐渐增多 电子层数递增，最外层电子数 相同 原子核对外 逐渐增强 逐渐减弱 -1 电离能增大, 层 :电子排 同主族：从上到下 同主族：从上 位置 电子层结构 电子层数主族序数最= 递增 外 电 T *子 及化左 核电荷数 」到下一同周期::从左至负价 核外电 1族（18〈 个） 非金属性 ②副族（第I B 族一第％ B 族共七 子是分能层排 3.元素的结构和性质的递变规律 随着原子序数递增 ①原子结构呈周期性变化序数递增的顺序从左到右排列 排②原则子半径呈周期性变化层数相同的元素排成一个横行 个横行）②长周期（第四、五、六周期） 厂金属性强 元素性质 Y 主要化主族（第I A 族—第％ A 族共七验标志 元素周 、-③元素主要化合价 周期,7①外层变化第同的元三周别别）除外） 性质递变^原子半径 弱判断实 电子排布表示式：a .原子结构简图 b ?电子排布式c ?轨道表示式 5.原子核外电子运动状态的描述：电子云 6 .确定元素性质的方法 1 .先推断元素在周期表中的位置。 2 .一般说，族序数一2二本族非金属元素的种数(1 A 族 除外) 3 .若主族元素族序数为 m 周期数为n 贝y ： (1)m/n<1 时为金属，m/n 值越小，金属性越强： ⑵m/n>1 时是非金属，m/n 越大，非金属性越强； ⑶m/n=1时是两性元素 ⑵核外电子 排布遵循的三 个原理： a .能量最低 原 理 b .泡 利 原 理 c .洪特规则及 洪特规则特例 (3)原子核外 布的，每个能层又分为不同的能级 高考化学原子结构与元素周期表的综合复习含答案解析 一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析） 1．锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: （1）Zn 原子核外电子排布式为__________洪特规则内容_____________ 泡利不相容原理内容______________________ （2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn 和Cu 组成。第一电离能 I 1(Zn)__________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________ （3）ZnF 2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________ （4）金属Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,配位数为____ 六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为N A ，Zn 的密度为__________g· cm -3(列出计算式)。 【答案】1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar ]3d 104s 2 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子 大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为 主、极性较小 六方最密堆积(A 3型2A 3N 6a c ??? 【解析】 【分析】 【详解】 (1)Zn 原子核外有30个电子，分别分布在1s 、2s 、2p 、3s 、3p 、3d 、4s 能级上，其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2，洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子，故答案为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2；原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低；每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子； (2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn 原子轨道中电子处于全满状态，Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu 较Zn 易失电 章节： 3.2 课题： 原子的结构 课型：新授 课时：1课时 主备人：_________ 审核：初三化学组 授课人：______________ 学习目标：1 . 初步了解原子的构成；了解原子核外电子的分层排布；了解原子结构的表示 方法；会认1—18号元素的原子结构示意图；了解原子结构与元素化学性质的关系。 2.了解离子的形成过程，认识离子是构成物质的一种微粒；认识原子与离子之间的区别与联系。 3.初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。 学习重点：构成原子的粒子间的关系；离子的形成过程、核外电子排布。 学习难点：核外电子运动的特点，离子的形成过程；相对原子质量的概念的形成。 学习过程：【课前复习】 1、分子和原子的含义：分子是_______________________原子是__________________________。 2、在化学变化中, 可分, 不可分。 【自主探究】 一、原子的构成 看课本图3-9和50页内容，填空：⑴原子是由哪些粒子构成的? 原子是由居于原子中心的带 电 和核外带 电的 构成的。 ⑵原子核又是由哪些粒子构成的? 原子核是由 和 构成的。 ⑶原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性? 原子核带 电，核外电子带 电，它们所带的电荷 ，电性 ，所以整个原子不显电性。 ⑷原子核所带的正电荷从何而来？质子数与原子核所带的正电荷数（即核电荷数）有何关系？ 质子数与核外电子数有何关系？ 核电荷数= = ⑸不同类原子的内部构成有什么不同?也就是原子的种类由 决定。 注意：①原子中质子数 等于中子数 ②不是所有原子的原子核中都有 ，一般的氢原子无 ⑹质子、中子、电子的质量，你有什么发现？ 每个质子（中子）的质量都 电子的质量(填“大于”“等于”或“小于”),因此,原子的质量主要集中在 上。 二、原子核外电子的排布 I 初步认识核外电子的分层运动 1． 阅读下列材料，填写下图空格。 我是一个小小的电子，我在原子里围绕着原子核不停地转动，虽然空间很大，但我和我的同伴总想挣脱原子核的吸引。可是原子核这个小老头很有能耐，虽然只占原子的一丁点空间，里面却由质子和中子构成，中子不带电，质子带正电，正好把我身上的负电深深吸引。 2．了解核外电子的分层运动。 阅读课本第54页，讨论下列问题。 ①电子为何不会被原子核吸引到核内？__________________________________ ②它的运动的是否有如卫星一样有特定的轨道？__________________________ ③原子核外电子的运动特征有哪些？____________________________________ ④第一电子层，第二电子层，最外层分别最多能容纳多少个电子？____________________ 3．阅读课本P54，了解原子结构示意图。 选择适当的序号，填写在下图括号里： ①核电荷数 ②原子核 ③电子层 ④该电子层上电子数 ⑤中子数 ⑥相对原子质量 练习：画出碳、硫、钙及氧四种原子的结构示意图。 II 感悟原子结构与元素化学性质的关系 资料1．元素周期表是学习和研究化学的重要工具，它 的内容十分丰富。下表是依据元素周期表画出的1—18号元素的原子结构示意图。请同学们找出其中的金属元素、非金属元素、稀有气体元素，并讨论它们的结构有什么规律。 ⑴根据资料1，填空： ①此表纵行排列的依据是 ；此表横行排列的依据是 ； ②稀有气体原子中电子排布的特点是_________________________________________； ③金属元素原子中电子排布的特点是________________________________________； ④非金属元素原子中电子排布的特点是______________________________________； ③元素的化学性质取决与_____________________________。 III 了解离子的形成 1．通过氯化钠的形成，了解离子 阅读课本第55页图3-13，了解钠离子与氯离子的形成过程。 装 订 线 第一章原子结构与性质 ?原子结构 1?能级与能层 加：也瓦子的总十轨ift 呈哦讳醪 mW L1+ wpFfe 詆上 各隐级上的廉「孰直養副」枳|睡緘丄宇牛 佩址」一-牛 * + b +*-r ⑴相同题上㈱子執坦能量的高低; WS 畀卩M?i 『 ② 形状相R 的尙子報说能卡的髙低: 农2令触靭…… ③ 同橋层内用状相同而伸屛方向 不同的廉了蜿ifi 的昶章和专'如 即“ 2i 如即勘道仰能楚4A 零 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 轨道（能级），叫做构造原理。 J ◎⑥?金 ? ◎⑥、⑥、⑥ ⑥⑥⑥? ?i/ 能级交错：由构造原理可知，电子先进入 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 最低原理。 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, 态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动 4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。 一个轨道里最多只能容纳两个电子， 且电旋方向相反 (用“TJ”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， 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、dO 、fO 、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、30Zn 3d104s2、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。 ② 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相 应稀有气体 的元素符号外加方括号表示，例如 K ： [Ar]4s1。 (2) 电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 帀冋戸冋河丽FW1 In 2 驶 2fi 3* 3|> 二.原子结构与元素周期表 1. 原子的电子构型与周期的关系 (1) 每周期第一种元素的最外层电子的排布式为 ns1。每周 期结尾元素的最外层电子排布式除 He 为1s2 外，其余为ns2np6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的 电子排布跟其他周期不同。 (2) 一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量 相同的能级，而 是能量相近的能级。 2. 元素周期表的分区 (1)根据核外电子排布 ① 分区 这个规则叫洪特( Hund )规则。比如, f J J J fJ I f p3的轨道式为 而且自旋方向相同, 天津高考化学专题复习 原子结构 基础题 1.我国限制稀有金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(140 60Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是( ) A.140 60Nd 和142 60Nd 是同一核素 B ．一个140 60Nd 原子的质量约为 140N A g(N A 表示阿伏加德罗常数的值) C.140 60Nd 原子的中子数与质子数之差为80 D ．14 g 钕元素含有6 mol 电子 解析：140 60Nd 和142 60Nd 是不同核素，A 项错误；1 mol 140 60Nd 原子的质量约为140 g ，一个原 子的质量约为140N A g ，B 项正确；140 60Nd 原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C 项错误；元素的相对原子质量是该元素的各种天然同位素的相对原子质量和所占的物质的量分数算出的平均值，因此14 g 钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1 mol ，含有的电子也不是6 mol ，D 项错误。 答案：B 2．下列有关化学用语表示正确的是( ) A ．中子数为10的氧原子：10 8O B ．Mg 2＋的结构示意图： C ．硫化钠的电子式： D ．甲酸甲酯的结构简式：C 2H 4O 2 解析：中子数为10的氧原子为18 8O ，A 错误；Mg 2＋ 质子数为12，核外电子数为10，B 正确；Na 2S 为离子化合物，电子式为 ，C 错误；甲酸甲酯的结构简 式为HCOOCH 3，D 错误。 答案：B 3．下列属于同位素的一组是( ) A ．O 2、O 3 B ．Na 2O 、Na 2O 2 C.4019K 、4020Ca D ．H 、D 、T 解析：同位素是具有相同质子数不同中子数的同一元素的不同核素。同位素是核素不是单质、不是化合物，A 选项是单质、B 选项是化合物，所以A 、B 错误；C 选项是不同种元素的原子，所以C 错误；D 选项是同种元素的不同原子，所以D 正确。 答案：D 考点一：微粒间数目关系 【知识梳理】1、质子数（Z ）= 核电荷数 = 原子数序 中性原子：质子数 = 核外电子数 阳 离 子：质子数 = 核外电子数 ＋ 所带电荷数 阴 离 子：质子数 = 核外电子数 － 所带电荷数 2、质量数（A ）= 质子数（Z ）+ 中子数（N ） 3、原子表达式及其含义 A 表示X 原子的质量数；Z 表示元素X 的质子数； d 表示微粒中X 原子的个数；c± 表示微粒所带的电荷数； ±b 表示微粒中X 元素的化合价。 【例题1-1】（ ）据新华社报道，我国科学家首次合成一种新核素镅(95Am)-235,这种新核素同铀(92U)-235比较，下列叙述正确的是 A ．具有相同的原子序数 B ．原子核中具有相同的中子数 C ．具有相同原子质量数 D ．原子核外电子总数相同 【例题1-2】（ ）某离子R n+的核外共有x 个电子，核内有N 个中子，则R 的质量数为 A ．N －x －n B ．N+x+n C ．N+x －n D ．N －x+n 【例题1-3】（ ）下列与F –具有相同质子数和电子数的微粒是 A ．NH 4+ B ．NH 2– C ．NH 3 D ．Na + 考点二：“五同”的辨析 、 【例题2-1】（ ）某元素的两种同位素，它们的原子具有不同的 A ．质子数 B ．质量数 C ．原子序数 D ．电子数 【例题2-2】（ ）有下列各组微粒或物质：下列各对物质中属于同分异构体的是 A.C 与 C B.O 2与 X A Z c ± d ±b O3 【例题2-3】有下列各组微粒或物质： A、O2和O3 B、C和 C C、CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CHCH3 D、CH3CH2CH2CH3和CH3—CH—CH3 （1）组两种微粒互为同位素；（2）组两种物质互为同素异形体； （3）组两种物质属于同系物；（4）组两物质互为同分异构体； （5）组两物质是同一物质。 考点三：原子核外电子排布规律 【知识梳理】1、原子结构的特殊性（1~18号元素） H。 （1）原子核中没有中子的原子：1 1 （2）最外层电子数与次外层电子数的倍数关系。 ①最外层电子数与次外层电子数相等：4Be、18Ar；②最外层电子数是次外层电子数2倍：6C； ③最外层电子数是次外层电子数3倍：8O；④最外层电子数是次外层电子数4倍：10Ne； ⑤最外层电子数是次外层电子数1/2倍：3Li、14Si。 （3）电子层数与最外层电子数相等：1H、4Be、13Al。 （4）电子总数为最外层电子数2倍：4Be。 （5）次外层电子数为最外层电子数2倍：3Li、14Si （6）内层电子总数是最外层电子数2倍：3Li、15P。 2、原子核外电子排布一般规则： ⑴每个电子层（主量子数为n）所能容纳的电子数最多为2n2个； ⑵原子最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）； ⑶原子次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个）。 3、原子结构简（示意）图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层（电子层）， 弧线内数字表示该能层（电子层）中的电子数。如镁原子的原子结构简图为（见 右图）： 【例题3-1】（）两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在核电荷数为1～18的元素中，满足上述关系的元素共有 A．3对B．4对C．5对D．6对 【例题3-2】已知A元素原子的核电荷数大于B元素原子的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A元素最外层电子数为B元素的2倍，A元素原子M层电子数为K 层电子数的3倍，C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，其质子数为最外层电子数的6倍。请完成下列空白。 (1)A的原子结构示意图为：________；A元素的名称为：________。 (2)B的原子结构示意图为：________；B元素的名称为：________。 (3)C的离子结构示意图为：________；C元素的名称为：________。 考点四：化合价规律 【知识梳理】1、最高正化合价=原子最外层电子数=主族序数 2、最高正化合价+︴最低负化合价︴=8 3、O、F无正价，金属无负价。高考化学复习专题.原子结构与性质
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