2024高考化学课件 第19讲　原子结构　原子核外电子排布

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物质结构元素周

期律使用建议一、教学建议本知识模块的复习需要建立“四条主线”基本框架。1.原子结构——核素、同位素、构造原理(1~36号元素核外电子排布)——元素性质(原子半径、主要化合价、第一电离能、电负性等周期性变化规律)。2.元素周期表与元素周期律——元素周期表的结构——同周期、同主族元素性质的递变规律——元素的性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系。使用建议3.分子结构——共价键(σ键和π键、极性键、非极性键、配位键)和离子键——键参数(键长、键角、键能)——分子空间结构(杂化轨道理论、价层电子对互斥模型)——分子的极性——分子间的作用力(氢键、范德华力)——解释分子的稳定性、熔沸点、溶解性。4.晶体结构——构成晶体的微粒——典型物质结构——微粒间的作用——决定晶体性质的因素——晶胞的分析判断和计算。复习过程中要充分利用类比、归纳、分析、推理的方法按由先到后,由浅入深的顺序,形成知识网络,总结知识规律,达到能灵活运用知识的目的。使用建议二、课时安排

本单元共4讲,建议12课时完成,其中8课时用于在课堂上互动式完成第19~22讲,2课时用于完成课时作业讲评,2课时进行测试及讲评。第19讲

原子结构原子核外电子排布考点一原子结构核素和同位素考点二原子核外电子排布原理经典真题·明考向作业手册内容要求核心素养1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程,认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续),电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。[宏观辨识与微观探析]能从原子的微观层面理解其结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念;能根据原子的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质。内容要求核心素养2.知道原子核外电子的能级高低顺序,了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布[证据推理与模型认知]构建原子结构、电子云模型,理解原子结构与性质的关系,结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则,揭示元素原子核外电子排布规律考点一原子结构核素和同位素知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.原子的构成(1)构成原子的微粒及作用原子元素化学(2)原子中的等量关系(3)微粒符号周围数字的含义夯实必备知识中子数质子数2.元素、核素和同位素(1)元素、核素、同位素的概念辨析夯实必备知识质子数(核电荷数)质子中子

质子数中子数

夯实必备知识中子数质子数几乎完全相同差异较大氕D氘T氚(4)几种重要核素的用途夯实必备知识核素用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)1mol重水分子和1mol普通水分子中,中子数之比为2∶1(

)×

×(2)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(

)[解析]中子数不同而质子数相同的微粒不一定都是原子,如14C16O和

14N2,则它们不可能互为同位素。

夯实必备知识

×√×夯实必备知识

核素同位素

提升关键能力题组一

“三素”“两同”概念辨析B

提升关键能力B提升关键能力

提升关键能力提升关键能力题组二微粒中粒子数的确定

D

提升关键能力A

[规律小结]微粒中粒子数之间的定量关系(1)对于原子或离子:质量数=质子数+中子数。(2)对于原子:核电荷数=质子数=核外电子数。(3)对于离子:核电荷数=质子数≠核外电子数。提升关键能力1.A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子。已知:①A++C-

=D+E↑;②B++C-

=2D。请回答:(1)C-的电子式是

。

(2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式:

。

(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式:

。

(4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子:

。

提升关键能力题组三

常见电子数相同的微粒

CH4、HFNa+、Mg2+(答案合理即可)提升关键能力

2.已知A、B、C、D是中学化学常见的四种不同粒子,它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去):(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A、D的电子式:A

,

D

。

(2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子。①A与B在溶液中反应的离子方程式为

。

②根据上述离子方程式,可以判断C与B结合质子的能力大小是

(用化学式或离子符号表示)。

提升关键能力

HS-+OH-

=S2-+H2O(答案合理即可)OH->S2-(答案合理即可)[方法技巧]寻找“等电子”微粒的思维方法寻找2、10、18电子微粒的方法(1)2电子微粒:(2)10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。提升关键能力(3)18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。提升关键能力考点二原子核外电子排布原理知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.能层与能级(1)能层(n)(即电子层)原子核外电子是

排布的,根据电子的

差异,可将核外电子分成不同的能层。每个能层最多能容纳的电子数为

。

(2)能级同一能层的电子,

也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,通常用能级符号

等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。不同能层的能级表示方法是在能级符号前面加能层序号,如第3层的各能级表示为3s、3p、3d。则第n能层各能级的能量顺序为

。

分层能量2n2能量s、p、d、fns<np<nd<nf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

→

(3)能层与能级的关系夯实必备知识低高2.电子云与原子轨道(1)电子云电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)原子轨道原子轨道表示电子在原子核外的一个空间运动状态。同一能层中各能级的电子分别占据各自的原子轨道,它们有不同的形状、个数和伸展方向。

夯实必备知识夯实必备知识原子轨道轨道形状轨道个数s

p

d复杂5f复杂7球形1哑铃形3[特别提醒]①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。②一个原子核外电子的空间运动状态种类数=该原子核外电子占据的原子轨道数。夯实必备知识3.原子核外电子的排布(1)排布规律(书写原则)[微点拨1]洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,能量最低。例如,基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。夯实必备知识最低2相反平行(2)构造原理(填充顺序)从氢开始,随着核电荷数的递增,新增电子填入能级的顺序称为

,如图为构造原理示意图:

夯实必备知识构造原理能层能级(3)核外电子排布表示方法(以硫原子为例)夯实必备知识表示方法书写方法及注意问题原子结构示意图

(1)每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。(2)最外层不超过8个(若最外层为K层则不超过2个);次外层不超过18个(若次外层为L层则不超过8个);倒数第三层不超过32个电子排布式1s22s22p63s23p4按电子排入各电子层中各能级的先后顺序,用能级符号依次写出各能级中的电子数,一般情况下,能层低的能级要写在左边,同时注意洪特规则特例夯实必备知识表示方法书写方法及注意问题简化电子排布式[Ne]3s23p4用“[稀有气体]+价层电子”的形式表示价层电子排布3s23p4价层电子排布能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数轨道表示式(或电子排布图)用方框(或圆圈)表示原子轨道,用“↑”或“↓”表示自旋状态不同的电子,按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写4.基态与激发态原子光谱(1)基态与激发态(2)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会

或

不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。夯实必备知识最低能量低能级高能级吸收释放(3)基态、激发态及光谱示意图(电子的跃迁)[微点拨2]①电子的跃迁是物理变化,是在原子内部进行的,原子组成没有变化。②电子跃迁一般发生在能量相近的能级间,激发态原子释放能量不一定变成基态原子。夯实必备知识吸收光谱发射光谱(2)氮原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为 (

)[解析]根据构造原理可知氮原子的价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可知其价层电子的轨道表示式为

。夯实必备知识判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是N,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形(

)√[解析]基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增高,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。√(3)1s、2s和3s能级轨道的形状均为球形,其能量随能层序数增大而升高(

)(4)镍元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级上的未成对电子数为3(

)[解析]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。(5)基态Zn2+核外电子排布式为[Ar]3d10(

)夯实必备知识√×√[解析]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+,基态Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(6)基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,核外电子的运动状态有8种(

)√1.下列说法中正确的是 (

)A.1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动B.电子排布式能全面反映核外电子排布情况C.ns能级的原子轨道可用

表示D.3d3表示3d能级有3个轨道提升关键能力题组一核外电子运动状态的描述C[解析]1s电子云呈球形,表示电子运动空间主要是以原子核为中心的球体范围,A项错误;电子排布式无法反映电子在同一能级上的排布情况,B项错误;s能级的电子云是以原子核为中心的球体,所以ns能级的原子轨道可用题图表示,C项正确;3d3表示第三能层的d能级有3个电子,D项错误。提升关键能力2.人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋相反的2个电子,称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是(

)A.4s电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”B.4p电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”D.3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”提升关键能力B[解析]

4s电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中至少含有1个“未成对电子”,A正确;4p电子数为偶数的基态原子,价层电子排布可能为4s24p2、4s24p4或4s24p6,其中4s24p2、4s24p4都含有2个“未成对电子”,4s24p6不含“未成对电子”,B错误;3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;3d轨道全部排满时应为3d10,若3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道的3d轨道一定含有“未成对电子”,D正确。提升关键能力[易错警示]判断原子核外电子的空间运动状态提升关键能力提升关键能力题组二核外电子排布原则及表示方法1.氮是空气中含量最多的元素,下列有关基态氮原子的符号表征错误的是 (

)A.核外电子排布式:1s22s22p3

B.价层电子排布:2s22p3C.轨道表示式:

D.原子结构示意图:C[解析]基态氮原子核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3,价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则可知,2p轨道的3个电子分占3个不同的2p轨道,且自旋平行,故其轨道表示式为

,C错误。2.下列说法中正确的是

(

)A.原子核外电子排布式为1s1的基态原子与原子核外电子排布式为1s22s1的基态原子化学性质相似B.基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5C.基态铜原子的价层电子轨道表示式:D.基态碳原子的价层电子轨道表示式:提升关键能力B提升关键能力[解析]原子核外电子排布式为1s1、1s22s1的基态原子分别是H、Li,二者的化学性质不同,A错误;基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3+,故基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,B正确;基态铜原子的价层电子排布为3d104s1,则价层电子的轨道表示式为

,C错误;基态碳原子的价层电子排布为2s22p2,其价层电子轨道表示为

,D错误。[易错警示]核外电子排布常见错误(1)在写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:①

(违反能量最低原则) ② (违反泡利不相容原理)③

(违反洪特规则) ④ (违反洪特规则)(2)当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,却先失去4s轨道上的电子,如Fe3+:1s22s22p63s23p63d5。(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布的区别与联系。如基态Cu的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式:[Ar]3d104s1;价层电子排布:3d104s1。提升关键能力经典真题·明考向知识梳理

B

2.

[2022·浙江卷]下列说法不正确的是 (

)A.32S和

34S互为同位素B.C70和纳米碳管互为同素异形体C.CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体D.C3H6和C4H8一定互为同系物D[解析]C3H6和C4H8可以是烯烃,也可以是环烷烃,D项错误。

B

D

5.

(1)[2022·湖南卷节选]基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]

。

(2)[2022·河北卷节选]基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为

。

3d104s24p42∶1(或1∶2)[解析](1)硒元素的原子序数为34,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。(2)基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,价电子轨道表示式为

,则两种自旋状态的电子数之比为2∶1(或1∶2)。(3)[2022·全国甲卷节选]基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为

。

(4)[2022·山东卷节选]基态Ni原子的价电子排布式为

。3d84s2[解析](3)F为第9号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p5,则其价电子排布图为

。(4)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2。1.某元素基态原子的4s轨道上有2个电子,则该基态原子的价层电子排布可能是(

)A.4s B.4s2

C.3p64s2 D.3d94s2[解析]4s不是价层电子排布,故A错误;4s2是Ca原子的价层电子排布,故B正确;依据构造原理,该原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2,则价层电子排布为4s2,故C错误;依据洪特规则,该原子的价层电子排布应为3d104s1,故D错误。备用习题B备用习题2.(1)Fe成为阳离子时首先失去

轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布为

。

(2)Cu2+基态核外电子排布式为

。

[解析](1)原子失去电子时,先从最外层开始,Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,先失去4s轨道的电子。Sm失电子时,先失去6s轨道的电子,然后再失去4f轨道的一个电子,则Sm3+的价层电子排布为4f5。(2)Cu是第29号元素,基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1,则Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9。4s4f5[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9备用习题3.(1)[2021·山东卷节选]基态F原子核外电子的运动状态有

种。

(2)[2021·湖南卷节选]基态硅原子最外层的电子排布图为

。

(3)[2021·广东卷节选]基态硫原子价电子排布式为

。

93s23p4[解析](1)基态F原子共有9个核外电子,则每个电子都有对应的轨道和自旋状态,所以核外电子的运动状态有9种。(2)基态Si原子的最外层电子排布式为3s23p2,所以最外层电子排布图为

。(3)基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,因此基态硫原子的价电子排布式为3s23p4。备用习题(4)[2021·全国乙卷节选]对于基态Cr原子,下列叙述正确的是

(填标号)。

A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动A[解析]铬元素的原子序数为24,位于第四周期,根据洪特规则和能量最低原理知,半充满时能量最低,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,A正确;4s轨道上的电子比3s轨道上的电子能量高,在离核较远的位置出现的概率大,B错误。备用习题4.[2021·河北卷节选]KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器,填补了国家战略空白。回答下列问题:(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是

(填离子符号)。

[解析]在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子有H+(或H-)、O2-、K+和P3-,其中核外电子排布相同的是K+和P3-。K+和P3-备用习题

考点一

原子结构核素和同位素

B1234567891011121314

15

C12345678910111213

141512345678910111213

A14

15123456789101112134.[2022·湖北武汉模拟]医学界通过用14C标记的C60发现了一种C60的羧酸衍生物,这种羧酸衍生物在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖。下列有关14C的叙述正确的是 (

)A.与12C60的碳原子化学性质不同

B.与14N含有的中子数相同C.

14C60是12C60的同素异形体

D.与12C互为同位素D14[解析]同一种元素的化学性质是一样的,14C与12C60中碳原子的化学性质相同,故A错误;14C和14N的中子数分别为8、7,故B错误;14C60与12C60是碳元素的同种单质,不互为同素异形体,故C错误。1512345678910111213

B141512345678910111213

14156.下列说法正确的是

(

)A.同一原子中E(3d)>E(4p)B.某原子核外电子排布由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2,原子放出能量C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层数的增加,p能级原子轨道数也在增多D.按照泡利原理,在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子D12345678910111213考点二

原子核外电子排布原理141512345678910111213[解析]同一原子中,E(3d)<E(4p),故A错误;3s轨道上的电子比3p轨道上的电子能量更低,所以原子核外电子排布由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2,原子要吸收能量,故B错误;px、py、pz轨道是哑铃形的,任何能层的p能级都有3个原子轨道,与电子层数无关,故C错误;在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,故D正确。14157.元素周期表中铅元素的数据如图所示,下列说法不正确的是(

)A.铅原子6p能级有2个未成对电子B.铅原子最外层有4个能量相同的电子C.铅元素的相对原子质量是207.2D.基态铅原子的价层电子排布是6s26p2B12345678910111213141512345678910111213[解析]由图可知,铅原子的价层电子排布为6s26p2,根据洪特规则可知,6p轨道上2个电子分占2个轨道,且自旋平行,故铅原子6p能级有2个未成对电子,A、D正确;同一能级轨道上电子的能量相同,故铅原子最外层的6s轨道上电子能量相同,6p轨道上电子能量相同,但6s与6p轨道上的电子能量不同,B错误。14158.由多元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O,是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是(

)A.O的价层电子排布为2s32p3B.Fe3+的价层电子轨道表示式

违背了泡利不相容原理C.N、As同主族,其未成对电子数相同D.前10号元素中,基态原子未成对电子数最多的是FC123456789101112131415[解析]氧原子核外电子数为8,基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4,价层电子排布为2s22p4,A错误;根据泡利原理,每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋相反的电子,选项中违背洪特规则,铁离子价层电子轨道表示式为

,B错误;N、As同主族,其价层电子排布分别为2s22p3、4s24p3,根据洪特规则,其未成对电子数均为3,C正确;基态F原子的价层电子排布为2s22p5,只有1个未成对电子,基态N原子的未成对电子数最多,有3个未成对电子,D错误。1234567891011121314159.

[2023·湖南永州五校联考]我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂——FSO2N3,下列有关元素F、S、O、N的说法不正确的是(

)A.基态F原子核外电子的运动状态有9种B.基态S原子价层电子轨道表示式:C.基态O原子核外电子的空间运动状态有4种D.上述四种元素中,基态N原子核外未成对电子数最多C123456789101112131415[解析]同一原子轨道中2个电子自旋相反,原子核外各电子的运动状态均不相同,故基态F原子核外电子的运动状态有9种,A正确;基态S原子的价层电子排布为3s23p4,其价层电子轨道表示式为

,B正确;基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,电子占据1s、2s轨道和3个2p轨道,故核外电子的空间运动状态有5种,C错误;基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,根据洪特规则,2p轨道的3个电子分占3个不同轨道,有3个未成对电子,基态O和S原子有2个未成对电子,F有1个未成对电子,故基态N原子核外未成对电子数最多,D正确。12345678910111213141510.[2023·山东枣庄期末]某元素基态原子的最外层电子数为2,价电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素。关于该元素的判断错误的是(

)A.该元素为钒(V)

B.基态原子的电子排布式:[Ar]3d34s2C.价层电子轨道表示式:

D.基态原子核外有5个未成对电子D1234567891011121314[解析]某元素基态原子的最外层电子数为2,价电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,则其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2,应为钒(V)原子,其中3d轨道有3个未成对电子。1511.

[2023·山东日照校际联考]某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是(

)A.基态碳原子的空间运动状态有4种B.基态N原子核外有7种运动状态不同的电子C.基态原子中未成对电子数:Al>C>N>O>HD.基态O原子的价层电子轨道表示式:C123456789101112131415[解析]基态碳原子核外电子占据1s、2s轨道和2个2p轨道,故碳原子的空间运动状态有4种,A正确;基态N原子核外有7个电子,其运动状态均不相同,故核外有7种运动状态不同的电子,B正确;基态原子中未成对电子数:N>C=O>Al=H,C错误;基态O原子的价层电子排布为2s22p4,故其价层电子轨道表示式为 ,D正确。123456789101112131415

A1234567891011121314考点三原子结构综合考查1512345678910111213

14151234567891011121313.合成氨(N2+3H2

2NH3)是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。(1)基态氢原子中,核外电子占据原子轨道的形状为

。

(2)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中,是人工固氮的主要来源。基态氮原子的轨道表示式为

。

14[解析](1)基态氢原子的核外电子排布式为1s1,1s原子轨道为球形。(2)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,轨道表示式为

。球形1512345678910111213(3)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂,通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。①基态Mg原子核外电子的空间运动状态有

种;基态Al原子核外电子的运动状态有

种。

②基态K原子核外电子占据最高能层的符号是

;基态K+最高能级的电子所占据原子轨道为

形。

14[解析]

①基态Mg原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2,故核外电子的空间运动状态有6种。基态Al原子核外有13个电子,各个电子的运动状态均不同,故Al原子核外电子的运动状态有13种。②基态K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,电子占据最高能层为N层;基态K+的最高能级为3p,3px、3py、3pz原子轨道为哑铃形(或纺锤形)。613N哑铃(或纺锤)1512345678910111213(4)目前合成氨通常采用的压强为10~30MPa,温度为400~500℃,十分耗能。我国科研人员研制出了“Fe-LiH”等催化剂,温度、压强分别降到了350℃、1MPa,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。①基态Li原子的核外电子排布式为

。

②从结构角度比较稳定性:Fe2+

(填“>”或“<”)Fe3+,其原因是

。

14[解析]

①基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1。②基态Fe2+、Fe3+的价层电子排布式分别为3d6、3d5,Fe3+的3d轨道处于半充满的稳定状态,其稳定性强于Fe2+。1s22s1<Fe3+的3d轨道处于半充满的稳定状态,其稳定性强于Fe2+15[解析]

Ni是28号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2,存在2个未成对电子,基态Ni2+核外电子排布式为[Ar]3d8。1234567891011121314.三元锂电池性能优异、能量密度高,正极材料包含了