第15讲原子结构　核外电子排布

第15讲原子结构核外电子排布高中总复习优化设计GAOZHONGZONGFUXIYOUHUASHEJI2026考点综述1.原子结构中微粒数目的关系,原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。2.1~36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。考情分析2025浙江1月选考第17题涉及ⅤA族元素原子结构的具体描述,属于原子结构的基础考查2024浙江6月选考第10题涉及核外电子排布,属于原子结构的基础考查2024浙江6月选考第17题涉及Ge的基态原子简化电子排布式,属于原子结构及核外电子排布的综合考查2024浙江1月选考第12题涉及能级,属于原子结构、能级分布的基础考查2024浙江1月选考第17题涉及基态Cr2+的简化电子排布式,属于原子结构及核外电子排布的综合考查2023浙江6月选考第17题涉及基态N原子的价层电子排布式,属于原子结构及核外电子排布的综合考查2023浙江1月选考第3题涉及碳的基态原子轨道表示式,属于原子结构、能级分布的基础考查2023浙江1月选考第10题涉及能级,属于原子结构、能级分布的基础考查知识点一原子结构、核素、同位素必备知识•全方位凝练1.原子结构(1)构成原子的粒子及作用(2)粒子之间的关系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-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。(3)粒子符号字的含义

2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系元素的相对原子质量是按照该元素各核素所占的一定百分比计算出来的平均值。(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大。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。(3)氢元素的三种核素

(4)几种重要核素的用途

[练一练]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)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。(

)(4)一种核素只有一种质量数。(

)(5)质量数就是元素的相对原子质量。(

)√×√√×2.钍是一种放射性金属元素,质地柔软,化学性质较活泼,广泛分布在地壳中。230Th和232Th是钍的两种核素,232Th可以转化成233U,因此它是潜在的核燃料。下列有关Th的说法正确的是(

)A.Th元素的质量数是232B.Th元素的相对原子质量是231C.232Th转换成233U是化学变化D.230Th和232Th的化学性质几乎完全相同D解析

Th有质量数为230、232的两种核素,不能说Th元素的质量数为232,A项错误;元素的相对原子质量是由元素的各种核素所占的一定百分比求得的平均值,B项错误;232Th转换成233U不是化学变化,C项错误;同位素的物理性质差异较大,但化学性质几乎完全相同,D项正确。关键能力•多维度提升角度一

微粒中“粒子数”的计算分析1.49号铟元素的相关计算式为113×4.3%+115×95.7%≈114.9。下列说法正确的是(

)A.113是铟元素的质量数C.95.7%是铟元素的丰度D.114.9表示铟元素的近似相对原子质量D解析

49号铟元素近似相对原子质量为113×4.3%+115×95.7%≈114.9,是核素所占丰度和核素的质量数计算得到的平均值,说明铟元素存在两种核素,质量数分别为113、115。铟元素存在两种核素,113是铟元素一种核素的D角度二

元素、核素、同位素的理解应用1.科学家通过测定地球岩石和球粒陨石中25Mg、24Mg比例差异,为月球起源“大撞击”假说提供了重要证据。关于25Mg与24Mg的说法正确的是(

)A.互为同素异形体B.具有相同质量数C.具有相似的化学性质D.具有相同的中子数C解析

25Mg与24Mg质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,故A错误;25Mg与24Mg的质量数分别为25、24,故B错误;金属的化学性质主要取决于其元素原子最外层电子数,二者最外层电子数相同,因此25Mg与24Mg具有相似的化学性质,故C正确;的中子数分别为13、12,故D错误。核素同位素302475知识点二核外电子运动状态与排布原理必备知识•全方位凝练1.核外电子排布规律

2.能层、能级与原子轨道(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核外电子分成不同的能层。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表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。(3)原子轨道量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃状3特别提醒第一能层(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。3.基态原子的核外电子排布(1)泡利原理在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,且自旋相反。(2)洪特规则基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,如2p3的轨洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如24Cr的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(3)能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低。下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: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轨道表示式价层电子排布式3s23p45.电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁处于最低能量状态的原子叫做基态原子。基态原子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子。(2)不同元素原子的电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原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。[练一练]1.判断正误(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。(

)(2)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。(

)(3)铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。(

)(4)磷元素基态原子的电子排布图为(5)电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。(

)××××××2.下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是(

)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。

示核外电子排布常见错误(1)在写基态原子的电子排布图时,常出现以下错误:(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,失电子时,先失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、原子外围电子或价层电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式:[Ar]3d104s1;外围电子或价层电子排布式:3d104s1。关键能力•多维度提升角度一

核外电子排布式的书写判断1.下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是(

)选项电子排布式或排布图结论A1s22s22违背洪特规则B1s22s22p63s23p63d3书写正确CN的电子排布图:违背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1书写正确B解析

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,且自旋方向相同,所以2p能级上电子排布式违背了洪特规则,A正确;原子核外电子先占有能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,3d能级的能量高于4s能级,应先填充4s能级,再填充3d能级,B项电子排布式违背了能量最低原理,B错误;当电子排布在同一轨道时,每个轨道最多容纳2个电子,且自旋相反,1s和2s的自旋方向相同违背了泡利原理,C正确;电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合构造原理和洪特规则特例,书写正确,D正确。名师点拨所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。2.下列有关核外电子排布的式子不正确的是(

)A.基态24Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1B.基态K原子的简化电子排布式:[Ar]4s1C.基态O原子的电子排布图:D.基态Si原子的电子排布图:D解析

基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,这样排布满足洪特规则的特例,且能量最低,A正确;基态K原子核外有19个电子,故其简化电子排布式为[Ar]4s1,B正确;基态O原子核外有8个电子,其电子排布图为角度二

核外电子排布规律的应用1.下列说法不正确的是(

)A.基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有两种B.碳原子的核外电子轨道表示式:C.基态钾离子(K+),电子占据的最高能级共有3个原子轨道,其形状是哑铃形D.基态铜原子的电子占有5种能量不同的原子轨道D解析

基态原子的核外电子填充在6个轨道上的可能的电子排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s2,所以有两种元素,故A正确;碳原子有6个电子,它的核外电子轨道表示式是

,故B正确;基态钾离子(K+)的电子排布式为1s22s22p63s23p6,电子占据的最高能级3p有3个原子轨道,其形状是哑铃形,故C正确;基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,电子占有7种能量不同的原子轨道,故D错误。AD2.(2025·浙江1月选考)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是

(填字母)。

A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同B.As3+的最外层电子数为18