【新人教版高中化学】必修一 第22讲　原子结构　核外电子排布规律

第六章物质结构与性质元素周期律02考点20301考点1ContentNavigation内容导航真题体验·素养提升第22讲原子结构核外电子排布规律

［课标要求］

1.结合有关数据和实验事实认识原子结构，知道元素、核素的含义。2.了解原子核外电子的排布，能画出1～20号元素的原子结构示意图。3.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解构造原理，能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。4.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。原子结构核素与同位素考点1原子结构(1)构成微粒及作用核素元素化学(2)微粒间的数量关系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)＋________(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。中子数(3)微粒符号周围数字代表的信息质量数质子数元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系质子数质子中子质子中子(2)同位素的特征①同一元素的不同核素的________不同，____________相同，化学性质____________，物理性质____________。②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。中子数质子数几乎完全相同差异较大DT氕氘氚易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)所有的原子中都含有质子和中子。(

)(2)一种单质中可能含多种核素，如O2中含16O、17O、18O三种原子。(

) 提示一个O2分子由两个原子构成，这两个原子可能是同一种核素，也可能是不同种核素，16O2、17O2、18O2、16O17O、17O18O、16O18O都属于氧气单质。×√(3)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C互为同素异形体。(

)×提示同素异形体指的是单质，14C与12C是碳元素的两种不同的核素，它们互称为同位素。(4)质子数相同的微粒不一定都属于同一种元素。(

)√(5)质量数就是元素的相对原子质量。(

)×提示质量数＝质子数＋中子数，是一个整数，元素有几种核素就有几种质量数。而元素的相对原子质量就是元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比，它不是整数，两者不同。提示核聚变、核裂变不属于化学变化。(7)一种元素只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。(

)提示一种元素可以有中子数不同的多种核素，有多少种核素就有多少种原子。××(8)同位素的不同核素物理、化学性质完全相同。(

)×提示同位素的不同核素化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。××√√√2．下列说法正确的是(

)A．H、D、T是同一种核素

B.O2和O3之间的转化属于物理变化

C．14C与14N中含有相同的中子数

D．C60和石墨互为同素异形体√解析H、D、T是三种不同的核素，A项错误；O2和O3之间的转化属于化学变化，有新物质生成，B项错误；14C中有8个中子，14N中有7个中子，中子数不同，C项错误；C60和石墨二者都是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，D项正确。3．回答下列问题：(1)10Be和9Be________。A．是同一种原子 B．具有相同的中子数C．具有相似的化学性质 D．具有相同的核外电子排布CD解析(1)10Be和9Be不是同一种原子，是两种质子数相同中子数不同的核素，互为同位素，A项错误；Be质子数为4，则二者具有的中子数分别为6、5，B项错误；Be核外电子数为4，核外电子排布为K层2个、L层2个，则两者具有相同的核外电子排布，二者化学性质相似，C、D两项正确。①⑤③95“四同”概念辨析项目同位素同素异形体同分异构体同系物概念质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物对象原子之间单质之间一般为有机化合物有机化合物√√√核反应方程分析思路(1)质量数守恒：各微粒左上角数字之和在核反应前后相等；(2)质子数守恒：各微粒左下角数字之和在核反应前后相等。核外电子运动状态与排布考点2核外电子运动状态(1)电子的运动状态①电子的运动状态：核外有多少个电子就有多少种电子运动状态，如基态氮原子核外电子运动状态有____种。②电子的空间运动状态：核外电子的空间运动状态＝电子所占据的原子轨道数目，如基态氮原子核外电子空间运动状态有____种。(2)电子云由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。75能层、能级、原子轨道数目与最多电子数能层一二三四n符号KLMN…能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f…原子轨道数目____________16n2最多容纳电子数目____________322n21492818能量关系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npx、npy、npz轨道的能量________。相同原子轨道与电子云轮廓图量子力学把电子在原子核外的一个________状态称为一个原子轨道。原子轨道电子云轮廓图形状原子轨道数目原子轨道伸展方向数s________11p________3(px，py，pz)3d—55空间运动球形哑铃形基态与激发态原子光谱(1)基态与激发态①基态原子：处于____________的原子。②激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会________到较高能级，变为激发态原子。最低能量状态跃迁(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，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。吸收释放吸收发射能量最低原理泡利原理2相反洪特规则(2)填充顺序——构造原理(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)电子排布式________________简化电子排布式________________价层电子排布式________________价层电子轨道表示式(电子排布图)

________________1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p41．易错辨析(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。(

)提示同能层p能级的能量比同能层s能级的能量高；若是不同能层，p能级的能量不一定比s能级的能量高，如2p<3s。(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。(

)提示2p、3p、4p能级的轨道数均为3。(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(

)提示3p轨道能量高于2p轨道能量。×××(4)原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称为电子云。(

)提示电子云为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。(5)电子云图中的一个小点就是一个电子。(

)提示电子云图中的一个小点并不代表一个电子，也不表示电子在此位置出现过一次，电子云图中小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率密度。(6)同能层同能级不同轨道能量相同。(

)××√提示如2px＝2py＝2pz轨道能量相同。2．(1)铜为29号元素，铜的价电子排布式为________。(2)请结合核外电子排布规律画出铜原子的价电子排布图。___________________________________________________________(3)比较Cu2＋与Cu＋的稳定性，并解释理由。_________________________________________________________________________________________________________________________3d104s1稳定性：Cu2＋<Cu＋

Cu2＋的价电子排布式为3d9，Cu＋的价电子排布式为3d10，处于全充满状态，故Cu＋结构稳定，稳定性：Cu2＋<Cu＋。DC解析根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；C项中有2个电子处于2p能级上，能量最高。2．填空。(1)(全国卷)写出基态As原子的核外电子排布式：________________________________________________________。(2)(湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为___________________。(3)(河北卷)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)。(4)(全国卷Ⅲ)Zn原子核外电子排布式为____________________________________________________________。1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)K＋和P3－1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)(5)(全国卷Ⅲ)Co基态原子核外电子排布式为__________________________________________________________________。(6)(全国卷)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。(7)(全国卷)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________。1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)3d104s24p221s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)2书写电子排布式的常见错误与技巧√√核外电子排布规律的应用5．判断电子的运动状态(按要求填空)。(1)基态F原子核外电子的运动状态有________种。9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)基态钛原子的价层电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________种运动状态不同的电子。3d24s21222解析(2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。(3)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。15解析(3)基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。核外电子运动状态的判断电子的运动状态与原子核外电子数目相等；空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。6．判断原子中未成对电子数目(按要求填空)。(1)基态Ti3＋中未成对电子数有________个；与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。(4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式为___________________________________________________________。1343∶17．核外电子排布与元素推断(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________。N解析(1)A元素原子核外共有7个电子，则其核内有7个质子，因此A元素为N。(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的元素符号为________。ClK解析(2)B、C分别为17、19号元素，即分别为Cl、K。(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________。Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)解析(3)D3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可知D为26号元素，即Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，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__________________