2021版新高考化学一轮复习 第4章 物质结构与性质（含选修） 第1节 原子结构 核外电子排布教学案 鲁科版.doc

第1节原子结构核外电子排布课标解读要点网络1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、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。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图、电子式、结构式的表示方法。4.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136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式。 原子结构同位素1原子构成(1)原子符号与构成(2)微粒中的“各数”间的关系质量关系：质量数(a)质子数(z)中子数(n)。电性关系补短板原子结构的认识误区(1)原子中不一定都含有中子，如h中没有中子。(2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。(3)易失去1个电子形成1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成h。(4)形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如li为2电子稳定结构。(5)阳离子不一定均有电子，如h。2元素、核素、同位素(1)“三素”关系及含义(2)几种重要的核素及其应用核素uchho用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(3)氢元素的三种核素h：用字母h表示，名称为氕，不含中子。h：用字母d表示，名称为氘或重氢，含1个中子。h：用字母t表示，名称为氚或超重氢，含2个中子。3相对原子质量简介(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质量的的比值。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是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：ar(cl)ar(35cl)a%ar(37cl)b%。(3)核素的近似相对原子质量质量数。(4)元素的近似相对原子质量a1a%a2b%4核外电子排布(1)核外电子排布规律(2)原子或离子结构示意图(3)核外电子排布与元素性质的关系金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出金属性，在化合物中显正化合价。非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。(1)任何原子的原子核均有质子和中子，任何离子均有电子。()(2)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。()(3)核聚变如hhhen，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。()(4)h2、d2、hd均为氢元素的不同单质，三者属于同素异形体。()(5)硫离子的结构示意图： 。()(6)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1h、d、t形成的氢气分子有_；h、d、t与16o、17o可形成的水分子有_种；其中相对分子质量相同的有_ _；这些水分子的物理性质_；化学性质_。答案h2、d2、t2、hd、ht、dt12ht16o与do、ht17o与do、hd16o与ho、ht17o与do不同几乎相同2现有下列9种微粒：h、h、c、c、n、fe2、fe3、o2、o3。按要求完成以下各题：(1)h、h分别是氢元素的一种_，它们互称为_。(2)互为同素异形体的微粒是_。(3)fe2的中子数为_，核外电子数为_。(4)上述9种微粒中有_种核素，含有_种元素。答案(1)核素同位素(2)o2和o3(3)3024(4)753下图为几种微粒结构示意图，完成以下填空。(1)属于阳离子结构的微粒是_(填编号，下同)。(2)具有稳定性结构的原子是_。(3)只能得电子的微粒是_；只能失电子的微粒是_。答案(1)(2)(3)命题点1原子结构与“各数”间的相互推算1国际纯粹与应用化学联合会(iupac)公布了118号元素符号为og。下列关于og的说法错误的是()a原子序数为118b中子数为179c核外电子数为118d质子数与中子数之差为179d质子数为118，质量数为297，中子数为297118179，质子数与中子数之差为17911861，d错误。2放射性元素碘131(i)和铯137(cs)是核反应物中的主要元素。下列叙述正确的是()a.i和i的所有性质都相同b.cs中含有的中子数比质子数多27c.cs与i的中子数相同d.i与i是同素异形体bi与i的物理性质不同，化学性质几乎相同，a项错误；cs中含有的中子数比质子数多137555527，b项正确；cs与i的中子数不同，分别是1375582、1315378，c项错误；i与i的质子数相同，中子数不同，互为同位素，d项错误。3某元素的一种同位素x原子的质量数为a，含n个中子，它与1h原子构成hmx分子，在a g hm x中所含原子的物质的量为_，所含中子的物质的量为_，所含质子数为_(用na表示阿伏加德罗常数的值下同)，所含电子数为_。答案(m1) moln mol(man)na(man)na求一定质量的某物质中微粒数的思维模板物质的质量物质的量指定微粒的物质的量微粒数命题点2同位素、同素异形体、同分异构体的辨析4同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是()a14c与12c是两种不同的元素或核素b通过化学变化可以实现16o与18o之间的相互转化c35cl2与37cl2互为同素异形体d铯元素的两种同位素中137cs比133cs多4个中子da项，14c与12c是同种元素的不同核素，错误；b项，16o与18o之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；c项，35cl2与37cl2都是cl2的单质，不是同素异形体，错误；d项，铯元素的两种同位素中137cs比133cs多4个中子，正确。5重水(d2o)是重要的核工业原料。下列说法错误的是()a氘(d)原子核外有1个电子b1h与d互称同位素ch2o与d2o互称同分异构体d1ho与do的相对分子质量相同答案c“三同”比较同位素同素异形体同分异构体研究对象核素原子单质化合物“同”含义质子数相同元素相同分子式相同“异”含义中子数不同性质不同结构不同命题点3核外电子排布6(2019鞍山模拟)短周期元素x和y，元素x原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素y原子的m层电子数为(ab)，l层电子数为(ab)。则x、y两元素形成的化合物可能具有的性质是()a和水反应b和硫酸反应c和氢氧化钠反应d和氯气反应c根据y原子的l层电子数为(ab)，m层电子数为(ab)，知ab8，再根据x原子次外层电子数为b，可知b2，则a6，进而确定x为氧(o)，y为硅(si)。两元素形成sio2，sio2为酸性氧化物，可与naoh反应。7核电荷数小于18的某元素x，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n1)，原子核内质子数为(2n21)。下列关于元素x的说法中，不正确的是 ()a其最高化合价为3价b可以形成化学式为kxo3的盐c其氢化物可以用来做喷泉实验d其最高价氧化物的水化物是强酸a根据题意知：x可能为n或cl。8a、b、c、d 4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。a原子的l层电子数与k、m层电子数之和相等，d原子的k、l层电子数之和等于电子总数的一半。(1)这4种元素的元素符号依次是a_、b_、c_、d_。(2)c的原子结构示意图为_。(3)d的离子结构示意图为_。(4)b的单质与d的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_。(5)a单质与浓硫酸共热的化学方程式为_。解析a原子的l层电子数与k、m层电子数之和相等，所以a的核电荷数为2816，a为硫元素。d原子的k、l层电子数之和等于电子总数的一半，所以d原子的核电荷数是(28)220，d为钙元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出b为氯元素，c为钾元素。答案(1)sclkca(4)2cl22ca(oh)2=cacl2ca(clo)22h2o(5)s2h2so4(浓)3so22h2o 原子核外电子排布1电子层、能级和原子轨道电子层klmn能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f原子轨道数目11341359135716最多容纳电子数目2818322原子轨道的形状、数目及能量关系(1)轨道形状(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz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电子层数(n)的增大而增大。(3)能量关系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。其填充能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p，总之：填充顺序为ns(n2)f(n1)dnp。(2)泡利不相容原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，且它们的自旋状态相反。如2s的2个电子可表示为 ，不可表示为。(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优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。如2p3的轨道表示式，不能表示为或 。特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。注意：一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称为成对电子，即电子对。一个原子轨道若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。如n的轨道表示式为 ，原子中有2对电子对，3个单电子或未成对电子。4电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁基态激发态：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。激发态基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。注意：“七基色”与波长的关系为：按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。基态、激发态及光谱示意图。命题点1核外电子排布及表达方式1下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()a3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子b2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子cm层全充满而n层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子d最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子ca项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；b项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；c项，m层全充满而n层为4s2的原子，其m层应为18个电子，而后者的m层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；d项，最外层电子数是核外电子总数的的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。2完成下列化学用语(1)cr原子的核外电子排布式_，外围电子排布式_，原子结构示意图_，价电子轨道表示式_。(2)cu2的核外电子排布式_，离子结构示意图_。(3)as的核外电子排布式_，原子结构示意图_，价电子轨道表示式_。(4)co的外围电子排布式_，外围电子轨道表示式_。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s13d54s1(2)1s22s22p63s23p63d9 (3)ar3d104s24p3(4)3d74s23(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_；其价电子轨道表示式为_。(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_，其原子的结构示意图为_。(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nsnnpn2，则n_；原子中能量最高的是_电子，轨道表示式为_。(6)g基态原子l层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则g的价电子轨道表示式为_。(7)h的基态原子4s和3d轨道电子半充满，则h的外围电子轨道表示式为_，未成对电子数为_。解析(1)a元素基态原子的轨道表示式由题意可写成： ，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为n。(2)b、c的电子层结构都与ar相同，即核外都有18个电子，则b为17号元素cl，c为19号元素k。(3)d元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素铁。(4)e元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故e为cu。(5)f元素最外层电子排布式为2s22p4。(6)g基态原子的l层电子排布式为 2s22p4，也是价电子排布式。(7)h基态原子的外围电子排布式为3d54s1，为cr；其未成对电子数有6个。答案(1)n (2)cl (3)fe1s22s22p63s23p63d64s2(或ar3d64s2) (4)cu1s22s22p63s23p63d104s1(或ar3d104s1)(5)22p(6)2s22p4(7) 表示电子排布的两类化学用语(1)电子排布式(2)注意：上述两类化学用语还应注意是原子还是离子，对于阳离子，先失去最外层电子再失去次外层的d电子，如fe2的电子排布式为ar3d6。当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前。p、d、f轨道处于半充满、全充满和全空时原子结构稳定，能量低。命题点2电子跃迁与原子光谱4下列原子的电子跃迁能形成发射光谱的是()a1s22s22p63s21s22s22p63p2b1s22s22p33s11s22s22p4c1s22s21s22s12p1d1s22s22p1s22s22pba项，吸收光能，形成吸收光谱；b项，由激发态基态，释放光能，形成发射光谱；c项，形成吸收光谱；d项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。5从电子跃迁的角度，说明节日烟花呈现不同颜色光的原理为_。答案吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量1用na表示阿伏加德罗常数的值，则下列说法正确的是_(填序号)。(2019全国卷)3 g 3he含有的中子数为1na(2019全国卷)48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13na(2018全国卷)22.4 l(标准状况)氩气含有的质子数为18na(2018全国卷)24 g镁与27 g铝中，含有相同的质子数(2018全国卷)1 mol重水与1 mol水中，中子数之比为21(2018全国卷)同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同答案2(2018全国卷)w、x、y和z为原子序数依次增大的四种短周期元素。w与x可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；y的周期数是族序数的3倍；z原子最外层的电子数与w的电子总数相同。下列叙述正确的是()ax与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化