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模块4 主题1 第1讲 原子结构 课件 2025高考化学一轮复习
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这是一份模块4 主题1 第1讲 原子结构 课件 2025高考化学一轮复习，共33页。PPT课件主要包含了学习目标，活动方案，链接真题等内容，欢迎下载使用。
1. 知道元素、核素、同位素、质量数的含义。2. 能画出1～18号元素的原子结构示意图。3. 知道原子核外电子的运动状态(空间分布及能量)，可通过原子轨道和电子云模型来描述。4. 知道原子核外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，并了解其应用。5. 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。6. 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。7. 知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。
1. 阅读下列材料，你能得出关于Au原子结构的哪些结论？在1911年前后，科学家卢瑟福把一束高速运动的α粒子(质量数为4、带2个单位正电荷的微粒)射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，且由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，大多数α粒子竟畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。【答案】 金原子中存在原子核，它占原子中极小的体积；金原子核带正电荷，且电荷数远大于α粒子；金原子核质量远大于α粒子。
活动一 原子的构成
2. 阅读下列材料，判断下列哪些说法是正确的。最早被发现的白矮星——天狼星伴星，体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多，它的表面重力等于地球表面的1 000万～10亿倍，任何物质在白矮星上都会变成其组成部分，即物质的原子被压“碎”，电子脱离了原子轨道变为真正的自由电子。当白矮星质量进一步增大，白矮星还可能坍缩成密度更高的中子星(密度达1011kg·cm－3)。①白矮星密度大是因为其原子中电子质量大。( )②一定条件下，电子可与质子作用变为中子。( )③白矮星、中子星中都含有带正电的原子核。( )④可以想象，中子星的密度近似于原子核的密度。( )【答案】 ①× ② √ ③ × ④√
3. 阅读下列材料，回答问题。宇宙射线同地球大气发生作用产生了中子，中子击中14N 并发生复杂反应产生了地球上的 14C。在大气环境中新生 14C 很快参加自然界碳循环，使得地球生物中都含 14C，由于碳的循环很快， 14C 在世界各地的水平值基本一致。生物体一旦死亡， 14C 得不到补充，按半衰期5 730年开始衰减。所以，一切死亡的生物体中的残存有机物、未经风化的骨片等都可用 14C 来测定年代。(1) 写出 14C 的核素符号，核素的种类是由什么决定的？
(2) 核素 14N 与 14C 中的中子数分别是多少？【答案】 7、8。(3) 为什么 14C 能像碳的其他核素一样参加碳循环？【答案】 同位素的化学性质相同。
1. 原子核外电子运动状态的描述。(1) 化学上，可以用什么形象地描述核外电子的运动规律？【答案】 电子云。(2) 氢原子核外电子的电子云如图所示，该电子云图反映了氢原子核外电子运动有何特点？【答案】 氢原子中的电子在球形区域内运动；在离核近的区域出现的概率大，在离核远的区域出现的概率小。
活动二 原子核外电子的运动状态
(3) s电子云和p电子云形状有何异同？p电子云有几种伸展方向？【答案】 s电子云均呈球形，p电子云均呈纺锤形(哑铃形)。p电子云有3种伸展方向。(4) 原子核外电子运动状态可以用能层、能级、电子云伸展方向和电子的自旋来描述。请分别说明下列基态原子中指定电子的运动状态有什么不同？①Mg原子中的2个价电子。【答案】 电子的自旋状态不同。②Si原子价电子中的2个3p电子。【答案】 电子云伸展方向不同。
2. 能层、能级与原子轨道。(1) 填写下表，熟悉原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。
(2) 第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？【答案】 25个；50个。(3) 比较基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s； ②2s、2px、2py、2pz【答案】 ①1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d。②2s＜2px＝2py＝2pz。
(4) 电子的跃迁。①下列描述涉及原子光谱的产生与应用中的一些基本概念(如：发射光谱、吸收光谱、基态原子、激发态原子、原子光谱、光谱分析)，请你将这些概念填写在后面的括号中。a．能量处于最低状态的原子( )b．电子吸收能量后，跃迁至较高能级的原子( )c．电子从较高能量的激发态跃迁至较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量产生的光谱( )d．电子从基态跃迁至激发态，或从较低能量的激发态跃迁至较高能量的激发态时，吸收能量产生的光谱( )
e．同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱呈“互补”关系，发射光谱和吸收光谱的统称( ) f．通过原子光谱来进行元素鉴定的方法( )【答案】 a. 基态原子b. 激发态原子c. 发射光谱d. 吸收光谱 e. 原子光谱 f. 光谱分析
②下图是几种元素的原子光谱，其中属于原子吸收光谱的有哪些？其对应的原子发射光谱是什么？请用原子结构的知识解释原子发射光谱产生的原因。【答案】 原子吸收光谱：bdf；对应的原子发射光谱：eac；电子从能量较高的轨道跃迁至能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。③简述原子光谱的应用。【答案】 元素鉴别。
原子核外电子排布遵循的原理。1. 描述下列三种原理的主要内容。
活动二 原子核外电子的排布规律
2. 下列轨道表示式的书写分别违背了上述哪一种原理？将该原理名称填写在后面的括号中。(1) Mg原子的轨道表示式：(2) Si原子的轨道表示式：
【答案】 (1) 泡利不相容原理 (2) 洪特规则
3. 写出下列基态原子或离子的电子排布式。(1) Cl－(2) Cr(3) Fe3＋(4) Cu＋【答案】 (1) 1s22s22p63s23p6(2) 1s22s22p63s23p63d54s1(3) 1s22s22p63s23p63d5(4) 1s22s22p63s23p63d10
4. 分别写出1～36号元素中，最外层只有1个电子和核外有2个未成对电子的基态原子外围(价层电子)排布式。【答案】 最外层只有1个电子的有H：1s1、Li：2s1、Na：3s1、K：4s1、Cr：3d54s1、Cu：3d104s1。核外有2个未成对电子的有C：2s22p2、O：2s22p4、Si：3s23p2、S：3s23p4、Ti：3d24s2、Ni：3d84s2、Ge：4s24p2、Se：4s24p4。
1 (2023海南卷)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是( )A. P4分子呈正四面体，键角为109°28′B. NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关C. 基态Cu原子核外电子排布符合构造原理D. OF2是由极性键构成的极性分子
【解析】 P4分子呈正四面体，但键角为60°，A错误；NaCl焰色试验为黄色，与Na电子跃迁有关，B错误；基态Cu原子核外电子排布不符合构造原理，4s轨道上排1个电子，C错误；OF2中O采用sp3杂化，空间结构是角形，故为极性键构成的极性分子，D正确。
2 下列表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
3 (江苏卷)下列说法正确的是( )A. 金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B. SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C. 锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，A错误。SiH4的化学键为Si—H，为极性键，为正四面体，正负电荷重心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si—Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷重心重合，为非极性分子，B正确。锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误。ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合型晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，D错误。
4 (2023北京卷)下列化学用语或图示表达正确的是( )
5 (2023湖南卷)下列化学用语或图示表述错误的是( )
6 (2023组合)(1) (浙江卷)基态N原子的价层电子排布式是________。(2) (北京卷)基态S原子价层电子排布式是____________。(3) (全国乙卷)基态Fe原子的价层电子排布式为________。(4) (广东卷)基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为______________。(5) (海南卷)锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为________。
7 (组合)(1) (全国甲卷)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为__________。(2) (全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有________(填字母，下同)，其中能量较高的是________。a. 1s22s22p43s1 b. 1s22s22p43d2c. 1s22s12p5 d. 1s22s22p33p2(3) (海南卷)基态O原子的电子排布式为________，其中未成对电子有________个。(4) (广东卷)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为_________。
8 (1) 在基态14C原子中，核外存在________对自旋状态相反的电子。(2) 基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]___________，有________个未成对电子。(3) Ni元素基态原子的电子排布式为___________________________ _________, 3d能级上未成对的电子数为________，该元素位于元素周期表的________族。(4) Cr3＋核外电子排布式为_____________________________。(5) Ni2＋的价电子轨道表示式为__________________。
1s22s22p63s23p63d84s2或
1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
(6) 基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为___________________________。(7) XY2是红棕色气体，Y基态原子的电子排布式是________________。(8) Na位于元素周期表第________周期________族；S的基态原子核外有________个未成对电子。
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
1. 知道元素、核素、同位素、质量数的含义。2. 能画出1～18号元素的原子结构示意图。3. 知道原子核外电子的运动状态(空间分布及能量)，可通过原子轨道和电子云模型来描述。4. 知道原子核外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，并了解其应用。5. 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。6. 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。7. 知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。
1. 阅读下列材料，你能得出关于Au原子结构的哪些结论？在1911年前后，科学家卢瑟福把一束高速运动的α粒子(质量数为4、带2个单位正电荷的微粒)射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，且由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，大多数α粒子竟畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。【答案】 金原子中存在原子核，它占原子中极小的体积；金原子核带正电荷，且电荷数远大于α粒子；金原子核质量远大于α粒子。
活动一 原子的构成
2. 阅读下列材料，判断下列哪些说法是正确的。最早被发现的白矮星——天狼星伴星，体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多，它的表面重力等于地球表面的1 000万～10亿倍，任何物质在白矮星上都会变成其组成部分，即物质的原子被压“碎”，电子脱离了原子轨道变为真正的自由电子。当白矮星质量进一步增大，白矮星还可能坍缩成密度更高的中子星(密度达1011kg·cm－3)。①白矮星密度大是因为其原子中电子质量大。( )②一定条件下，电子可与质子作用变为中子。( )③白矮星、中子星中都含有带正电的原子核。( )④可以想象，中子星的密度近似于原子核的密度。( )【答案】 ①× ② √ ③ × ④√
3. 阅读下列材料，回答问题。宇宙射线同地球大气发生作用产生了中子，中子击中14N 并发生复杂反应产生了地球上的 14C。在大气环境中新生 14C 很快参加自然界碳循环，使得地球生物中都含 14C，由于碳的循环很快， 14C 在世界各地的水平值基本一致。生物体一旦死亡， 14C 得不到补充，按半衰期5 730年开始衰减。所以，一切死亡的生物体中的残存有机物、未经风化的骨片等都可用 14C 来测定年代。(1) 写出 14C 的核素符号，核素的种类是由什么决定的？
(2) 核素 14N 与 14C 中的中子数分别是多少？【答案】 7、8。(3) 为什么 14C 能像碳的其他核素一样参加碳循环？【答案】 同位素的化学性质相同。
1. 原子核外电子运动状态的描述。(1) 化学上，可以用什么形象地描述核外电子的运动规律？【答案】 电子云。(2) 氢原子核外电子的电子云如图所示，该电子云图反映了氢原子核外电子运动有何特点？【答案】 氢原子中的电子在球形区域内运动；在离核近的区域出现的概率大，在离核远的区域出现的概率小。
活动二 原子核外电子的运动状态
(3) s电子云和p电子云形状有何异同？p电子云有几种伸展方向？【答案】 s电子云均呈球形，p电子云均呈纺锤形(哑铃形)。p电子云有3种伸展方向。(4) 原子核外电子运动状态可以用能层、能级、电子云伸展方向和电子的自旋来描述。请分别说明下列基态原子中指定电子的运动状态有什么不同？①Mg原子中的2个价电子。【答案】 电子的自旋状态不同。②Si原子价电子中的2个3p电子。【答案】 电子云伸展方向不同。
2. 能层、能级与原子轨道。(1) 填写下表，熟悉原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。
(2) 第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？【答案】 25个；50个。(3) 比较基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s； ②2s、2px、2py、2pz【答案】 ①1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d。②2s＜2px＝2py＝2pz。
(4) 电子的跃迁。①下列描述涉及原子光谱的产生与应用中的一些基本概念(如：发射光谱、吸收光谱、基态原子、激发态原子、原子光谱、光谱分析)，请你将这些概念填写在后面的括号中。a．能量处于最低状态的原子( )b．电子吸收能量后，跃迁至较高能级的原子( )c．电子从较高能量的激发态跃迁至较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量产生的光谱( )d．电子从基态跃迁至激发态，或从较低能量的激发态跃迁至较高能量的激发态时，吸收能量产生的光谱( )
e．同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱呈“互补”关系，发射光谱和吸收光谱的统称( ) f．通过原子光谱来进行元素鉴定的方法( )【答案】 a. 基态原子b. 激发态原子c. 发射光谱d. 吸收光谱 e. 原子光谱 f. 光谱分析
②下图是几种元素的原子光谱，其中属于原子吸收光谱的有哪些？其对应的原子发射光谱是什么？请用原子结构的知识解释原子发射光谱产生的原因。【答案】 原子吸收光谱：bdf；对应的原子发射光谱：eac；电子从能量较高的轨道跃迁至能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。③简述原子光谱的应用。【答案】 元素鉴别。
原子核外电子排布遵循的原理。1. 描述下列三种原理的主要内容。
活动二 原子核外电子的排布规律
2. 下列轨道表示式的书写分别违背了上述哪一种原理？将该原理名称填写在后面的括号中。(1) Mg原子的轨道表示式：(2) Si原子的轨道表示式：
【答案】 (1) 泡利不相容原理 (2) 洪特规则
3. 写出下列基态原子或离子的电子排布式。(1) Cl－(2) Cr(3) Fe3＋(4) Cu＋【答案】 (1) 1s22s22p63s23p6(2) 1s22s22p63s23p63d54s1(3) 1s22s22p63s23p63d5(4) 1s22s22p63s23p63d10
4. 分别写出1～36号元素中，最外层只有1个电子和核外有2个未成对电子的基态原子外围(价层电子)排布式。【答案】 最外层只有1个电子的有H：1s1、Li：2s1、Na：3s1、K：4s1、Cr：3d54s1、Cu：3d104s1。核外有2个未成对电子的有C：2s22p2、O：2s22p4、Si：3s23p2、S：3s23p4、Ti：3d24s2、Ni：3d84s2、Ge：4s24p2、Se：4s24p4。
1 (2023海南卷)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是( )A. P4分子呈正四面体，键角为109°28′B. NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关C. 基态Cu原子核外电子排布符合构造原理D. OF2是由极性键构成的极性分子
【解析】 P4分子呈正四面体，但键角为60°，A错误；NaCl焰色试验为黄色，与Na电子跃迁有关，B错误；基态Cu原子核外电子排布不符合构造原理，4s轨道上排1个电子，C错误；OF2中O采用sp3杂化，空间结构是角形，故为极性键构成的极性分子，D正确。
2 下列表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
3 (江苏卷)下列说法正确的是( )A. 金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B. SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C. 锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，A错误。SiH4的化学键为Si—H，为极性键，为正四面体，正负电荷重心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si—Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷重心重合，为非极性分子，B正确。锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误。ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合型晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，D错误。
4 (2023北京卷)下列化学用语或图示表达正确的是( )
5 (2023湖南卷)下列化学用语或图示表述错误的是( )
6 (2023组合)(1) (浙江卷)基态N原子的价层电子排布式是________。(2) (北京卷)基态S原子价层电子排布式是____________。(3) (全国乙卷)基态Fe原子的价层电子排布式为________。(4) (广东卷)基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为______________。(5) (海南卷)锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为________。
7 (组合)(1) (全国甲卷)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为__________。(2) (全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有________(填字母，下同)，其中能量较高的是________。a. 1s22s22p43s1 b. 1s22s22p43d2c. 1s22s12p5 d. 1s22s22p33p2(3) (海南卷)基态O原子的电子排布式为________，其中未成对电子有________个。(4) (广东卷)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为_________。
8 (1) 在基态14C原子中，核外存在________对自旋状态相反的电子。(2) 基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]___________，有________个未成对电子。(3) Ni元素基态原子的电子排布式为___________________________ _________, 3d能级上未成对的电子数为________，该元素位于元素周期表的________族。(4) Cr3＋核外电子排布式为_____________________________。(5) Ni2＋的价电子轨道表示式为__________________。
1s22s22p63s23p63d84s2或
1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
(6) 基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为___________________________。(7) XY2是红棕色气体，Y基态原子的电子排布式是________________。(8) Na位于元素周期表第________周期________族；S的基态原子核外有________个未成对电子。
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
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