2025备考原子结构

基础课时19原子结构

课标要求1.了解原子结构模型的演变，认识原子的结构。2.了解原子核外电子排

布规律，能画出1〜20号元素的原子结构示意图，能根据原子的结构特征确定元

素，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。

一、原子结构

1.原子的构成

r(质子:相对质量近似为i,带1个单位正电荷

(1)原子《原子核］中子：相对质量近似为1,不带电

〔核外电子：带1个单位负电荷，质量很小可忽略不计

(2)关系：核电荷数=质子数=核外电子数(原子呈电中性)。

2.质量数

⑴概念：将原广核内所有质工和史工的相对质量取近似整数值相加，所得的数值

叫做质量数，常用且表示。

⑵构成原子的粒子间的关系

质最数(A)=质子数(Z)+中了数(N)。

3.原子的表示方法

(1)原「的表示方法

如作为相对原子质量标准的%C表示质子数为①中子数为6,核外电子数为6,

质量数为丝的碳原子。

(2)一个信息丰富的符号

I.在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是0

A.质子数B.中子数

C.质量数D.电子数

答案D

解析化学反应中原子的种类不变，质子数、中子数、质量数不变，电子数可能

改变。

2.中国科学院院士张育莲教授曾主持测定了锢(In)等9种元素相对原子质量的新值,

被采用为国际新标准。下列关于“549In的说法正确的是()

A.,l549ln与Nin互为同素异形体

B.核外电子数为66

C.质量数为164

D.中子数与电子数的差值为17

答案D

解析A项，同素异形体是同种元素组成结构不同的单质，“549ln与"349ln不是单

质，属于原子，它们质子数相同，中子数分别为66、64,它们属于两种不同的原

子；B项，对原子来说，核外电子数等于质子数，“549m的核外电子数为49,；C

项，左上角数值为质量数，心49片的质量数为115；D项，“549ln的中子数为66,

核外电子数为49,两者相差17。

3.(1尸X”共有工个电子，贝］该阴恩子的中子数为o

(2)A?一原子核内有x个中子，其质量数为根，则〃gA?一所含电子的物质的量为

(3)与阳离子料X/核外电子数相等的原子是.(填元素符号)。

答案(1)A—

n(m一x+2)

⑵~mol(3)Ne

2

解析(1)八X"一共有x个电子，中性原子X的质子数为x—n,则N=A—x+n(>(2)A

一所含电子数为〃?一x+2,则〃gA?一所含电子的物质的置为^~-----molo

(3拓X+的核外电子数为10,含有10个核外电子的原子是Ne。

【题后归纳】

(1)并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如1H原子核内无中子。

(2)在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如再C1中的质

子数为17,中子数为18。

⑶粒子中的电性关系

QX中，质子数(Z)=核电荷数=核外电子数;

劭X中，质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)；

③阳离子乡X"的核外电子数=质子数一阳离子所带的电荷数=Z-"7:

④阴离子力的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数=z+〃。

4.19世纪初，某科学家提出原子学说，他认为物质由原子组成，原子不能被创造，

也不能被毁灭，在化学反应中不能再分，这位科学家是0

A.汤姆孙B.道尔顿

C.卢瑟福D.玻尔

答案B

5.人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。卜.列实验事实与原子结构模型

建立的关系正确的是0

A.电子的发现：道尔顿的原子结构模型

B.a粒子散射：卢瑟福原子结构模型

C.a粒子散射：玻尔原子结构模型

D.氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型

答案B

【题后归纳】

人类对原子结构的认识，主要经历：道尔顿实心球原子模型一汤姆孙葡萄干面包

式原子模型一卢瑟福行星运转式原子模型一玻尔轨道式原子模型一近代量子力学

原子模型。

二、原子核外电子排布

(。电子层

(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把

不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。

(2)表示方法

①电子层模型示意图

②不同电子层的表示及能苣关系

各电子电子层

1234567

层由内到序数

外电子层KLMN0PQ

代号

离核远近由近到远

能量高低由低到高

(二)核外电子排布规律

【情境素材】

下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应

的问题:

核电元素元素各电子层的电子数

荷数名称符号KLMNOP

2氮He2

10怎Ne28

18Ar288

36氨Kr28188

54氤Xe2818188

86氨Rn281832188

［问题讨论］

1.电子层中最多能容纳的电子数与电子层数(〃)之间存在什么关系？原子最外层电

子排布有什么特点？

提示原子核外第〃层最多容纳的电子数为2〃2,原子最外层的电子数为8个，K

层为最外层时最多只有2人

2.当M层排布电子时，K、L层是否一定排满电子？当N层排布电子时，M层是

否一定排满电子?

提示当M层排布电子时，K、L层均排满电子；当N层排布电子时，M层不一

定排满电子，如钾原子的N层排布1个电子，M层只排布8个电子，未排满电子。

M9)289

3.钾原子结构示意图画成///是否正确？为什么？

c、2

2BB1

提示不正确；原因是最外层电子数不能超过8个，正确的为

【探究归纳】

1.核外电子排布规律

(1)电子层的表示方法及能量变化

(2)核外电子排布规律

2.核外电子排布的表示——结构示意图

⑴钠的原子结构示意图

(2)离子结构示意图

离子结构示意图中各符号与原子结构示意图相同，但核电荷数(质子数)与核外电

子数不相等。如：

诵it

①S*j②Ca2+：j”

3.常见的10e一和18e「微粒

(l)10e-微粒

23+

单核微粒：。2一、F，Ne、Na\Mg\AlO

+

多核微粒：CH4>NH3、氏0、HF、OH->NH晨NH才、H3Oo

⑵18e「微粒

单核微粒:S2->cr.Ar、K\Ca2+

多核微粒：SiH4>PH3、H2S、HCl、HS，H2O2.N2H4、F2。

l.下列说法正确的是0

A.在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核近的区域内运动

B.核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有M层排满后才排N层

C.某原子M层电子数为L层电子数的4倍

D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等

答案D

解析A项，在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核远的区域内运动；B项，

原子核外电子通常先排在能量低的电子层上，但不完全遵循先排满内电子层，再

排外电子层的规律，如钾原子的N层上有I个电子，若该电子排在M层上，则

M层变为最外层，且有9个电子，不符合最外层电子数不超过8的规律；C项,

当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层最多只能容纳18个

电子；D项，。2一的结构示意图是

2.卜・列原子(离子)的结构示意图正确的是0

A.①②B.②③

C.③④D.①④

答案D

解析依据核外电子的排布规律可知，②中K层最多只能排布2个电子，错误;

③中最外层不能超过8个电子，错误。

3.有X、Y两种原子，X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，Y

原子的L电子层的电子数恰为X原子的L电子层电子数的2倍，则X、Y元素的

元素符号分别为0

A.Mg和SB.N和Be

C.Si和BD.C和A1

答案D

解析X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，说明Y原子的核外电

子数比X多；Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L电子层电子数的2倍，

Y原子的L层电子数应是8,则X原子的L层电子数是4,未排满，M层电子数

是0,则Y原子的M层电子数是3,所以X是C元素，Y是A1元素。

4.若X元素的原子最外电子层有2个电子，Y元素的最外层有7个电子，则X、

Y两种元素形成的化合物的化学式可能是0

A.XY2B.X7Y2

C.X2YD.XY3

答案A

解析若X元素的原子最外电子层有2个电子，X易失去最外层电子形成+2价

阳离子，Y元素的原子最外层有7个电子，Y易得I个电子形成一1价阴离子，

根据化合价代数和等于0,X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是XY2。

【题后归纳】

(1)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层

电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为

(2)通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对

稳定结构O

1.卜列微粒结构示意图中，不正确的是()

答案B

解析A项，核电荷数和核外电子数都是8,这是氧原子的结构示意图；B项，核

电荷数为II,这是Na的原子核，钠原子的核外有II个电子，钠元素的最高化合

价为+1价，Na+的核外应有10个电子，而图中核外只有9个电子；C项，核电

荷数和核外电子数都是17,这是氯原子的结构示意图；D项，核电荷数和核外电

子数分别是17和18,这是C厂的结构示意图。

2.某元素原子的最外层电子数是次外层的"7倍(小为大于1的整数)，则该原子的

核外电子总数为0

A.2mB.2"?+10

C.2/〃+2D."?+2

答案C

解析按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8o最外层电子

数是次外层的倍。〃为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8,即次外层只

能为K层，电子数为2,最外层电子数是2m,则该原子的核外电子总数为2/〃+2。

3.关于微粒行X，下列说法正确的是()

A.该微粒的中子数为17

B.该微粒的核外电子数为17

C.该微粒的中子数为20

D.该微粒的质子数为37

答案C

解析A项，该微粒刃X一质子数为17；B项，该微粒为阴离子，得到一个电子，核

外电子数为18；C项，中子数=质量数一质子数，该微粒的中子数为37-17=20；

D项，该微粒的质量数为37,故D错误。

4.根据给出的原子或离子结构示意图，回答下列问题：

(1)电子层排布相同的是(填字母，下同)。

⑵属于同种元素的是o

(3)属于金属元素的是o

⑷属于稀有气体元素的是,稀有气体一般比较稳定的原因是

(5)画出D参加化学反应后所得离子的结构示意图

答案(1)BC(2)AB(3)D

(4)C原子的最外层已达到8(或2)电子稳定结构，既不易失去电子也不易得到

电子

⑸5，

解析根据图像可知，A为F原子，B为F离子(F),C为Ne原子，D为Na原

子。(1)电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；(2)决定元素

种类的是核内质子数，即核电荷数，核电荷数相同的是AB；(3)金属元素原子的

最外电子层上的电子数一般小于4；(4)稀有气体元素原子最外电子层上一般为8

个电子，He最外层为2个电子；原子的最外层为8(或只有第一层为2)电子时，

电子达到稳定结构，既不易失去电子也不易得到电子；(5)Na参加反应后失去一

(+11)2B

个电子形成Na+,离子的结构示意图为J7,，。

A级合格过关练

1.(2022•廊坊期末)原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构

的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。下列原子结构模型的演变顺序正

确的是0

①道尔顿模型②汤姆孙原子模型③卢瑟福原子模型④玻尔原子模型⑤电

子云模型

A.①②③④⑤B.②①③④⑤

C.③①②④⑤D.⑤①②③④

答案A

解析19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可

分割的实心球体；1897年，英国科学家汤姆孙发现了电子，1904年提出“葡萄干

面包式”的原子结构模型；1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模

型；1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原

子结构模型；奥地利物理学家薛定谓提出电子云模型，为近代量子力学原子模型；

故原子结构模型的演变的过程为：道尔顿模型一汤姆孙原子模型一卢瑟福原子模

型一玻尔原子模型一电子云模型。

2.下列粒子中，与OK具有相同质子数和电子数的是0

A.CFB.F-

C.NH3D.NH4

答案B

解析0H一中氧原子的质子数为8,氢原子的质子数为1,所以0H一的质子数为9,

电子数为9+1=10。A项，C「中质子数为17,电子数为18；B项，F—中质子数

为9,电子数为9+1=10；C项，NH3中质子数为10,电子数为10;D项，NH；

中质子数为11,电子数为11—l=10o

3.不符合原子核外电子排布基本规律的是()

A.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上

B.K层是能量最低的电子层

C.N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18

D.各电子层(〃)最多可容纳的电子数为小

答案D

解析B项，K层离核^近，能量最低；C项，次外层电子数不超过18;D项，各

电子层(〃)最多可容纳的电子数为2,尸。

4.核电荷数在1〜18的元素中，最外层电子数是其电子层数3倍的元素共有0

A.1种B.2种

C.3利।D.4种

答案A

解析核电荷数I〜18的元素中，最外层电子数是其电子层数3倍的元素只能为

(+8)26

,)、为氧元素。

5.2016年1UPAC命名118号元素为Og,该元素的一种原子为假Og。下列叙述不

合理的是0

A.该原子核外有118个电子

B.该原子质子数是118

C.该原子的中子数为294

D.该原子的中子数比质子数多58

答案C

解析原子中，质子数=核外电子数，原子符号左下角的数字表示质子数，所以

该原子的质子数是118,核外有118个电子，故A、B正确；原子符号左下角的

数字表示质子数，左上角数字表示质量数，中子数=质量数一质子数，则该原子

的中子数为294-118=176,故C错误;中子数176,质子数118,176-118=58,

故D正确。

6.(2022•北京西城期末)钛(Ti)被称为未来钢铁，我国钛的储量居世界首位。卜列关

于》Ti的说法不耳理的是()

A.质子数为22B.质量数为26

C.中子数为26D.核外电子数为22

答案B

解析A项，STi的质子数为22；B项，tTi的质量数为48；C项，龙Ti的中子数

=质量数一质子数=48—22=26：D项，核外电子数=质子数=22。

7.核电荷数分别是16和4的元素原子相比较，前者的下列数据是后者4倍的是0

①质子数②最外层电子数③电子层数④电子总数

A.①②B.①④C.②③D.③④

答案B

解析写出二者的原子结构示意图

8.下列叙述正确的是()

A.电子的能量越低，运动区域离核越远

B.电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层

C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子

D.当M层是最外层时，最多可排布18个电子

答案B

解析A项，电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离

核越远；B项，电子在核外排列时，先排能量低的然后排能量高的，所以电子一

般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层；C项，氨为稀有气体元素，

其最外层只有2个电子；D项，由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，

但为最外层时，最多可排8个电子。

9.在核电荷数1〜18的元素中，其中某元素M的原子最外层电子数与电子层数相

同，则M元素是()

A.OB.Si

C.AiD.C1

答案C

解析在核电荷数I〜18的元素中，其原子最外层电子数与电子层数相同的原子

是H、Be、AL

10.下列有关两种微粒9X和A+I/X+的叙述正确的是0

A.一定都是由质子、中子、电子组成的

B.化学性质几乎完全相同

C.核电荷数和核外电子数一定相等

D.质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同

答案D

解析A项，气原子不含有中子；B项，9X为原子，A+iZX'为离子，两者化学性

质不相同；C项，9X的核电荷数为Z,核外电子数为Z；八"zx+的核电荷数为Z,

核外电子数为Z—1,故核电荷数相同，核外电子数不同；D项，2X的质量数为A,

中子数为A—Z；#|外+的质量数为4+1,中子数为A+1—Z,故质子数相同，

质量数和中子数不同。

11.某元素原子的原子核外有二个电子层，最外层电子数是4,该原子核内的质子

数是0

A.14B.15

C.16D.17

答案A

解析核外有K、L、M三层，M层上有4个电子，则K、L层已排满，每层电

子数分别为2、8,则该原子结构示意图为

12.某粒子的结构示意图为,关于该粒子的说法不巧硬的是0

A.核电荷数为17

B.核外有3个电子层

C.在化学反应中易得1个电子

D.单质具有较强的还原性

答案D

^-17)287

解析某粒子的结构示意图为/47,该粒子是Cl。A项，氯原子的核电荷数

为17；B项，氯原子的核外有3个电子层；C项，氯原子易得1个电子达到8电

子稳定结构；D项，氯原子易得电子，具有较强的氧化性。

13.有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L

层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，A和B分别是0

A.硅原子和钠原子B.硼原子和氢原子

C.碳原子和铝原子D.氮原子和氧原子

答案C

解析A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原

子L层电子数的2倍，说明A、B为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，

B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明B原子L层有8个电

子，A原子的L层有4个电子，故A是碳；A原子的M层比B原子的M层少3

个电子，故B为铝。

14.某一微粒A的质子数、电子数与另一微粒B的质子数、电子数均相等。则下

列叙述中错误的是0

A.A和B可能均为阳离子

B.A和B可能是不同的原子

C.A和B可能是不同的分子

D.A和B可能是一种分子和一种离子

答案D

解析A和B可能均为阳离子，如Na+与NHI,质子数均为11,电子数均为10,

A正确；A和B可能是不同的原子，如IH和汨，质子数均为I,电子数均为1,

B正确；A和B可能是不同的分子，如NH3和HzO。质子数均为10,电子数均

为10,C正确；在分子中的质子数和电子数相等，离子中的质子数和电子数不相

等，A、B两种粒子的质子数相等，则电子数一定不相等，不可能是一种分子和

一种离子，D错误。

15.某元素R的阴离子R〉核外有。个电子，核内有8个中子，则R原子的正确表

示是0

a+6+2R

AfRB.a+2K

a+b2-pa+b-2R

C,“+2RD."2H

答案D

解析某元素R的阴离子R?一核外有。个电子，则核内质子数为。一2个，核内有

-2R

匕个中子，则R原子的质量数为。+/?—2,则R原子的正确表示是“2、。

16.根据下列叙述，画出对应微粒结构示意图：

(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：。

(2)与Ar原子也子层结构相同的一I价阴离子：o

(3)质量数为23,中子数为12的原子o

答案⑴吟招》⑶磅》

解析(1)根据核外电子排布规律可知，原子的最外层电子数不超过8个，A元素原

子的最外层电子数为电子层数的3倍，则A只能是氧元素，其原子结构示意图为：

(+K)Vb

(2)与Ar原子电子层结构相同的一1价阴离子为氯离子，氯离子的结构示

必«

意图为：///。(3)质量数为23,中子数为12的原子，质子数为23—12=11,

即是钠原子，其原子结构云意图为：Z//o

17.据报道，某些花卤岩会产生氨(22286Rn),从而对人体产生伤害。请回答:

⑴该原子的质量数是，质子数是,中子数是

(2)研究发现，镭能蜕变为斜Rn,故将辞Rn称为镭射气；针能蜕变为欹Rn,故将据。

Rn称为钻射气;钢能蜕变为很Rn,故将带Rn称为钢射气。li2Rn.别Rn、鬻

Rno

A.属于同种元素B.中子数相同

C.质量数不同

(3)由(2)知决定元素种类，决定原子种类。

答案⑴22286136(2)AC

(3)质子数质子数和中子数

解析(1)貂Rn的质量数是222,质子数是86,中子数是222—86=136。(2)辞Rn、

疥Rn、斜Rn的质子数相同，属于同种元素，但三者的中子数不同，质量数不同。

(3)其中质子数决定元素种类；质子数和中子数共同决定原子种类。

B级素养培优练

18.下列说法中正确的是0

A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氯原子

B.最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子

C.F，Na\AF+是与筑原子具有相同电子层结构的离子

D.某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素

答案C

解析A项，某微粒核外电子排布为2、8、8结构，不一定是氢原子，可能是氯离

子、钾离子等；B项，最外层电子达到稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子，

也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子；C项，F\Na\A13+都有2个电子

层，第一层上有2个电子，第二层上有8个电子，与叙原子电子层结构相同；D

项，原子的最外层只有2人电子，该元素不一定是金属元素，也可能是He。

19.元素X的离子结构示意图为元素Y的原子结构示意图为则

元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为o

A.XYB.XY2

C.X2YD.XY3

答案C

介上

解析元素X的离子结构示意图为即Na,元素Y的原子结构示意图为

J、即0原子，则X是Na,Y是O,Na与0可形成NazO和NazCh两种化

合物，故C项正确。

20.卜冽说法中肯定错误的是0

①某原子K层上只有一个电子

②某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍

③某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍

④某原子的核电荷数与最外层电子数一定不相等

A.①②B.②③

C.①③D.②④

答案D

解析K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18,K层上可排1个电

子，也可排2个电子，①正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电

子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8X4,②错误；K层上最多只能排2

个电子，2X4=8,即存在M层和L层都为8,③正确；当K层作为最外电子层，

原子的核电荷数与最外层电子数相等，如H、He,④错误。

21.(2022•张掖期末)核内中子数为N