2026年高考化学总复习备课课件 第1讲 原子结构 核外电子排布

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1.知道元素、核素的含义,了解原子核外电子的排布;2.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;3.知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
考点一　原子结构　核素与同位素
考点二　原子核外电子排布
(1)构成原子的微粒及作用
(2)微粒之间的数量关系①原子中:质子数(Z)=核电荷数=　　　　　　　。 ②质量数(A)=　　　　(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。 (3)微粒符号周围数字代表的信息
(1)有质子的微粒不一定有中子,如　　　　,有质子的微粒不一定有电子,如　　　　。 (2)核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如　　　　和　　　　(其他合理也可)等。 (3)中国计量科学研究院自主研制出了精确度极高的NIM5铯(133Cs)原子喷泉钟,2 000万年不差一秒。已知该铯原子的质子数为55。①该铯原子的质量数　　　　,中子数　　　　。 ②Cs+的核外电子数　　　　,133 g该离子含有的电子数为　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数)。 
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)元素、核素、同位素的理解①同位素的特征同一元素的各种核素的　　　　不同,　　　　相同,化学性质　　　　　　　　,物理性质　　　　　　;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。 ②同位素之间的转化,既不是　　　　　　也不是　　　　　　,是核反应。 
2.(2024·江西宜春模拟预测)科技发展与化学密切相关。下列说法错误的是(　　)
(2)已知阴离子R2-的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则w g R原子完全转化为R2-后,含有电子的物质的量是　　　　　　　　　　。 
(1)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。(2)核外电子运动状态核外电子按能量不同分成能层,同一能层的电子,还被分成不同能级。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。
(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)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈　　　　形、p电子云轮廓图呈　　　　形。p电子云有　　　种伸展方向。(3)预测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?　　　　　　　　　　　　　　　 (4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d　②2s、2px、2py、2pz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
①1s①>②,选项A正确;B.根据上述分析可知,电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②,选项B正确;C.激发态Si原子不稳定,容易失去电子;基态Si原子失去一个电子是硅的第一电离能,Si+离子失去一个电子是硅的第二电离能,由于I2>I1,可以得出电离一个电子所需最低能量:②>①>③,选项C错误;D.由C可知②比①更难失电子,则②比①更容易得电子,即得电子能力:②>①,选项D错误。
3.(2024·河北卷)钒原子的价层电子排布式为　　　　　; 焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为　　　　。 
(1)(2024·新课标卷)Ni基态原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)(2024·湖北卷)基态Be2+的轨道表示式为　　　　　　。 (3)(2023·全国乙卷)基态Fe原子的价电子排布式为　　　　　　　。 (4)(2023·北京卷)基态S原子价层电子排布式是　　　　　　　。 
(5)(2022·全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有　　　　　,其中能量较高的是　　　　(填标号)。 a.1s22s22p43s1b.1s22s22p43d2c.1s22s12p2d.1s22s22p33p2(6)(2022·海南卷)基态O原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　,其中未成对电子有　　　　个。 
1s22s22p4或[He]2s22p4
分层训练 提升等级
基础落实选择题只有1个选项符合题意1.我国自主设计,被称为“人造太阳”的“东方超环”核聚变实验装置取得重大突破,该核聚变的基础原料是海水中提取的氘和氚。下列叙述错误的是(　　)
A.氘原子的质量数为2B.氚原子内中子数和核外电子数之差为1C.氘原子和氚原子互为同位素D.海水中的H2O与D2O互为同素异形体
解析　氘原子的中子数为1,质子数为1,质量数为2,A正确;氚原子内中子数为2,核外电子数为1,二者之差为1,B正确;氘原子和氚原子的质子数均为1,中子数分别是1和2,氘原子和氚原子互为同位素,C正确;海水中的H2O与D2O都是化合物,二者不互为同素异形体,D错误。
2.(2024·广东江门三模)化学之美,美在结构,美在变化,下列说法不正确的是(　　)
A.天然钻石在打磨过程中,共价键断裂B.霓虹灯发光是由于电子从基态跃迁到激发态产生C.红墙灰瓦是中国传统建筑,墙的红色来源于氧化铁D.清晨山顶光束如瀑布般倾泻而下,是丁达尔效应带来的美景解析　A.天然钻石的内部结构为金刚石,打磨过程中,共价键断裂,故A正确;B.霓虹灯发光是由于电子从激发态回到能量较低的激发态和基态产生的,故B错误;C.氧化铁为红色,墙的红色来源于氧化铁,故C正确;D.空气作为溶剂,空气中的小微粒作为溶质,当小微粒直径介于1~100 nm之间,就形成了胶体,光束照射,就可以产生丁达尔效应,故D正确。
3.(2024·天津河北一模)下列有关叙述正确的是(　　)
5.(2024·上海卷)有关18F与19F说法正确的是(　　)
A.是同种核素B.是同素异形体C.19F比18F多一个电子D.19F比18F多一个中子解析　18F和19F质子数相同、中子数不同,二者是F元素的不同核素,A错误;同素异形体是指同种元素形成的不同单质,B错误;18F和19F质子数相同,即核外电子数相同,C错误;19F和18F的中子数分别为10、9,D正确。
6.科学研究证明:核外电子的能量不仅与电子所处的电子层、能级有关,还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同,都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是(　　)
A.两微粒的1s能级上电子的能量相同B.两微粒的3p能级上电子离核的距离相同C.两微粒的电子发生跃迁时,产生的光谱不同D.两微粒都达8电子稳定结构,化学性质相同
解析　氩原子与硫离子的核外电子排布虽然相同,但核内质子数(即核电荷数)不同,原子核对核外电子的吸引作用不同,对应相同能级上的电子的能量和离核的距离是不同的,其对应的化学性质也不同,如硫离子虽然达到了8电子稳定结构,但具有较强的还原性,和氩的性质不同。
7.下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是(　　)
A.N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级,共16个轨道,可容纳32种运动状态的电子B.在K能层中,有自旋相反的两条轨道C.s电子绕核运动,其轨道为球面,而p电子在哑铃形曲面上运动D.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少解析　N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级,各具有1、3、5、7个轨道,每个轨道最多可容纳2个电子,故可容纳32个电子,所以有32种运动状态,A正确;在K能层中,只有1个轨道,能容纳自旋相反的2个电子,B不正确;电子云通常是用小黑点来表示电子出现的机会多少,但小黑点不表示电子,D不正确。
8.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是(　　)
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)C.基态R原子的原子轨道总数为9D.基态R原子的轨道表示式为解析　由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知,可能有两种情况:p能级上只有2个电子,R为第ⅣA族元素,C或Si;p能级上有4个电子,R为第ⅥA族元素,O或S,故只有A正确。
9.(1)①基态Cu原子有　　　　种不同能级的电子。 
②N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为　　　　　　　　　。③在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)元素X位于第四周期,其基态原子有4个未成对电子,基态X2+的价层电子排布式是　　　　;X3+的价层电子排布式为　　　　。 (3)M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子,M元素基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　, M+的价层电子排布式为　　　　,M2+的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　。
Fe2+价层电子排布式为3d6,而Fe3+的价层电子排布式为3d5,为半充满稳定结构,故FeO稳定性小于Fe2O3
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)
解析　(2)第四周期元素中,未成对电子数为4的元素为Fe。(3)第四周期元素,最外层为第四能层,只有1个电子,故为4s1,次外层的所有原子轨道都充满电子,次外层的电子排布式为3s23p63d10,该元素为Cu。
A.c=13bB.X、Y、Z形成的单质分子均为非极性分子C.Q、R为质量数相同的不同核素D.基态 W 与Z原子核外电子的空间运动状态种类相等
解析　由信息推知:W、X、Y、Z分别为He、N、O、H,核素R的质子数为91、质量数为234;A.根据分析可知,b=7、c=91,c=13b,A项正确;B.Y可以形成O2、O3两种单质分子,O3为极性分子,B项错误;C.Q、R为质量数相同、质子数不同的不同核素,C项正确;D.电子的空间运动状态数等于原子轨道数,基态He和H原子均只有1s轨道,故空间运动状态种类相等,D项正确。
12.(2024·烟台模拟)人们常将在同一原子轨道上运动的自旋状态不同的2个电子,称为“电子对”;将在同一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。下列有关主族元素原子的“未成对电子”的说法正确的是(　　)
A.核外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.核外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.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含“未成对电子”
解析　核外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”,选项A正确,选项D错误;核外电子数为偶数的基态原子,其某个能级上的轨道中不一定都是成对电子,如基态C的2p能级上应该有2个单电子,选项B错误;核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中的电子可能都是成对的,如He,选项C错误。
14.(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是　　　　(填标号,下同),违反能量最低原理的是　　　　,违反洪特规则的是　　　　,违反泡利不相容原理的是　　　　。 
(2)①基态氮原子的价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　。 ②基态C的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③基态Fe3+的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)
[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)
15.现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素,它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的核外电子数与其所在周期数相等;B元素原子核外在3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相同;D元素原子核外有8个运动状态不同的电子;E元素是生活中应用最广泛的金属元素,且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)E元素基态原子的核外价层电子排布式为　　　　,价层电子排布图为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)E3+比E2+稳定的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。(3)B、D核外未成对电子数分别　　　　　、 　　　　　。 (4)D的离子结构示意图为　　　　　　　　　　。 解析　由题意知:A为H,B为C,C为N,D为O,E为Fe。
E3+的3d轨道为半充满状态,能量低、更稳定