新高考化学一轮复习考点练习考向14 原子结构 核外电子排布（含解析）

考向14原子结构核外电子排布【2022浙江卷1月】下列表示不正确的是A．乙炔的结构简式HC≡CH B．KOH的电子式C．乙烷的球棍模型： D．氯离子的结构示意图：【答案】C【详解】A．乙炔中碳碳之间为三键，故结构简式HC≡CH，选项A正确；B．KOH为离子化合物，故电子式为，选项B正确；C．为乙烷的比例模型，不是球棍模型，选项C错误；D．氯离子的核电荷数是17，电子数为18，氯离子的结构示意图为，选项D正确；故答案是C。知识点一原子结构1．原子的构成(1)构成原子的微粒及作用eq\a\vs4\al(原子,（eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(质子（Z个）——决定元素的种类,中子[（A－Z）个]\f(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－所带电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。(3)微粒符号周围数字的含义[名师点拨](1)原子中不一定都含有中子，如eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))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)破坏原子结构的核裂变不属于化学变化。(4)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F和OH－。知识点二原子核外电子排布1．核外电子排布(1)核外电子排布规律(2)核外电子排布与元素性质的关系①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，表现出还原性，在化合物中显正化合价。②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。③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，它们的化合价通常表现为0价。2．原子结构示意图知识点三原子核外电子排布原理1．能层与能级(1)能层(n)在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能级同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。(3)能层与能级的关系能层一二三四五……符号KLMNO……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多电子数226261026101426……电子离核远近近→远电子能量高低低→高[名师点拨](1)能层数＝电子层数。(2)第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。2．电子云与原子轨道(1)电子云①由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。②电子云轮廓图称为原子轨道。(2)原子轨道原子轨道eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(轨道形状\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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)),各能级上的原子轨道数目\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s能级1个,p能级3个,d能级5个,f能级7个,……)),能量关系\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①相同能层上原子轨道能量的高低：,ns＜np＜nd＜nf,②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2px、2py、2pz轨道的,能量相等))))3．基态原子的核外电子排布(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。如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：[注意]所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳eq\a\vs4\al(2)个电子，且自旋状态相反。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优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。[名师点拨]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表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p4价电子排布图4．电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁(2)不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。附：可见光的波长范围颜色波长范围红770～622nm橙622～597nm黄597～577nm绿577～492nm蓝、靛492～455nm紫455～350nm[名师点拨](1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化。1．eq\o\al(\s\up1(99),\s\do1(43))Tc是医用放射性同位素。下列关于eq\o\al(\s\up1(99),\s\do1(43))Tc的叙述正确的是()A．中子数是56 B．质量数是43C．质子数是56 D．原子序数是992．“原子”原意是“不可再分”的意思。20世纪初，人们才认识到原子不是最小的粒子。从电子层模型分析，Ca原子核外N能层中运动的电子数为()A．8 B．2C．18 D．103．钼元素为人体及动植物必须的微量元素，也在钢铁工业中有着重要的作用，钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性。我国钼元素的储量丰富，在世界上占笫二位。如图所示是钼元素的相关信息，下列有关钼的说法错误的是()A．95Mo18Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(钼酸根离子)中共计有76个电子B．Mo元素是第五周期的主族元素C．92Mo、95Mo、98Mo互为同位素，化学性质几乎相同D．98Mo的原子核内中子数比质子数多144.下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是()5．现有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C在空气中含量第二，在地壳中含量第一D海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：(1)A原子的核外电子排布式为________________。(2)B元素在周期表中的位置是________；离子半径：B________A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的电子排布图是________________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为____________轨道上的电子，其轨道呈________形。(4)D原子的电子排布式为________________，D－的结构示意图是____________。(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为____________________________；B的最高价氧化物对应的水化物与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为____________________________________________________________。1.肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料，可通过反应2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O制备。下列有关微粒的描述错误的是A．NH3的电子式为B．N2H4的结构式为C．Na+的结构示意图：D．质子数为17、中子数为18的氯原子可表示为SKIPIF1<0Cl2.全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰、产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子Neq\o\al(－,5)，Neq\o\al(－,5)是制备全氮类物质Neq\o\al(＋,5)Neq\o\al(－,5)的重要中间体。下列说法中，不正确的是()A.全氮类物质属于绿色能源B.每个Neq\o\al(＋,5)中含有35个质子C.Neq\o\al(＋,5)Neq\o\al(－,5)属于离子化合物D.Neq\o\al(＋,5)Neq\o\al(－,5)结构中含共价键和离子键3．（江苏省南通市如皋市2021-2022学年高三下学期4月适应性考试）配合物SKIPIF1<0可用于蚀刻铜，蚀刻后的产物SKIPIF1<0可在氧气中再生，再生反应为SKIPIF1<0。下列说法正确的是A．基态SKIPIF1<0的电子排布式为SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0属于共价化合物C．SKIPIF1<0的晶体类型为原子晶体D．SKIPIF1<0中与SKIPIF1<0形成配位键的原子是N4．（辽宁省辽阳市2022届高三一模）氢氟酸可用于雕刻玻璃，其反应原理为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。下列有关说法正确的是A．HF中的共价键为s-pσ键B．H2O、SiF4均为极性分子C．SiO2晶体为分子晶体D．基态氧原子的价层电子轨道表示式为5.如图为元素周期表前三周期的一部分。(1)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)；另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填字母)。A．能量最低原理 B．泡利原理C．洪特规则(2)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。(3)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是____________________________________。1．（2019江苏）反应NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()A.中子数为18的氯原子：eq\o\al(18,17)ClB.N2的结构式：N=NC.Na＋的结构示意图：D.H2O的电子式：2．(1)(2020·全国卷Ⅰ)基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。(2)(2020·全国卷Ⅱ)基态Ti原子的核外电子排布式为____________。(3)(2020·江苏高考)Fe基态核外电子排布式为________。(4)(2020·天津等级考)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为________。(5)(2019·全国卷Ⅰ)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](6)(2019·全国卷Ⅱ)Fe成为阳离子时首先失去____________轨道电子，Sm的价电子排布式为4f66s2，Sm3＋价电子排布式为____________。(7)(2019·江苏高考)Cu2＋基态核外电子排布式为__________________。(8)(2019·海南高考)Mn位于元素周期表中第四周期_____族，基态Mn原子核外未成对电子有_____个。3.(1)(2020·全国卷Ⅰ)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)＞I1(Na)，原因是___________________________。I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)，原因是________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)(2020·全国卷Ⅱ)CaTiO3中，其组成元素的电负性大小顺序是________。(3)(2020·全国卷Ⅲ)H、B、N中，原子半径最大的是________。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似。(4)(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(5)(2019·全国卷Ⅲ)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。1．【答案】A【解析】eq\o\al(\s\up1(99),\s\do1(43))Tc的质子数＝原子序数，均为43，质量数是99，中子数＝99－43＝56，所以A正确。2．【答案】B【解析】Ca原子核外有4个电子层，分别对应符号K、L、M、N，其原子结构示意图为，第4层有2个电子，故N能层运动的电子数有2个；故选B。3．【答案】B【解析】由图中信息可知Mo原子的核外电子数＝42，1个氧原子含8个电子，95Mo18Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(钼酸根离子)中含有的电子数为42＋8×4＋2＝76(个)，故A正确；Mo元素位于元素周期表第五周期第ⅥB族，属于副族元素，故B错误；92Mo、95Mo、98Mo质子数相同、中子数不同，它们互为同位素，由于原子最外层电子数相同，化学性质几乎相同，故C正确；98Mo的质子数为42，中子数＝98－42＝56，原子核内中子数比质子数多56－42＝14，故D正确。4.【答案】A【解析】基态氮原子的电子排布图为，此时能量处于最低状态，A选项正确。5．【答案】(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)(2)第三周期ⅢA族小于(3)22p哑铃(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)(5)Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O【解析】根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为O，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)<r(Na＋)。(3)C为O，其电子排布图为其中有2个未成对电子，能量最高的为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)Al(OH)3与NaOH和盐酸反应的化学方程式分别为Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。1.【答案】A【详解】A．氨气分子中N原子最外层有8个电子，电子式应为，A错误；B．N2H4分子中两个N原子共用一对电子，每个N原子和两个H原子分别共用一对电子，结构式为，B正确；C．Na+核电荷数为11，核外有10个电子，结构示意图为，C正确；D．质子数为17、中子数为18的氯原子质量数为17+18=35，可以表示为SKIPIF1<0Cl，D正确；综上所述答案为A。2.【答案】C【解析】A项，全氮类物质具有超高能量及爆轰、产物无污染等优点，因此全氮类物质为绿色能源，故A项正确；B项，一个氮原子中含有7个质子，所以每个Neq\o\al(＋,5)中含有35个质子，故B项正确；C项，该物质由氮元素组成，属于单质，不属于化合物，故C项错误；D项，Neq\o\al(＋,5)和Neq\o\al(－,5)内部都含有氮氮共价键，Neq\o\al(＋,5)Neq\o\al(－,5)结构中含有阳离子和阴离子，因此该物质含有离子键，故D项正确。综上所述，本题选C。3．【答案】D【详解】A．根据洪特规则，基态SKIPIF1<0的电子排布式为SKIPIF1<0，故A错误；B．SKIPIF1<0含有离子键，属于离子化合物，故B错误；C．构成SKIPIF1<0晶体的微粒为氨分子，微粒间为分子间作用力，晶体类型为分子晶体，故C错误；D．氨分子中N原子含有孤电子对，SKIPIF1<0中与SKIPIF1<0形成配位键的原子是N，故D正确；选D。4．【答案】A【详解】A．HF是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的s-pσ键，A项正确；B．H2O为极性分子，SiF4和CH4的空间结构一样，都是正四面体结构，结构对称，为非极性分子，B项错误；C．SiO2中原子间以共价键相结合，构成空间网状结构，为共价晶体，C项错误；D．基态氧原子的价层电子轨道表示式为，D项错误。故选A。5.【答案】(1)②C(2)Ne(3)2NH3＋3F2=6HF＋N2【解析】根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。(1)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为(2)在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。(3)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，故该反应的化学方程式为2NH3＋3F2=6HF＋N2。1．【答案】D【解析】A项，中子数为18的氯原子应表示为eq\o\al(35,17)Cl，错误；B项，N2分子中N与N之间形成叁键，结构式为N≡N，错误；C项，Na＋的结构示意图为，错误；D项，H2O为共价化合物，每个H原子和O原子之间共用一个电子对，正确。2．【答案】(1)eq\f(4,5)(2)1s22s22p63s23p63d24s2(3)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2(4)第四周期第Ⅷ族(5)A(6)4s4f5(7)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(8)ⅦB5【解析】(1)根据构造原理可知基态Fe2＋和Fe3＋的价层电子排布式分别为3d6和3d5，其未成对电子数分别为4和5，即未成对电子数之比为eq\f(4,5)。(2)Ti是22号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。(3)Fe是26号元素，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。(4)在元素周期表中Fe、Co、Ni都是第四周期第Ⅷ族的元素。(5)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，