2027高考一轮总复习化学课件---5.1 原子结构　原子核外电子排布

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第22讲　原子结构　原子核外电子排布
提能训练　练案[22]
考点一　原子结构与核素、同位素
1．原子结构(1)构成原子的粒子及作用
(2)粒子之间的数量关系质量数＝__________＋__________对于原子：质子数＝原子序数＝核电荷数＝原子核外电子数(3)①决定元素种类的是_____________________。②决定元素化学性质的是________________。③决定原子种类的是__________________。④决定原子相对质量的是__________________。
【微思考1】　(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)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如________与________。(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如________和________等。提示：(1)1H　H＋　(2)F－　OH－(其他合理也可)(3)Al3＋　Na＋(其他合理也可)
2．元素、核素、同位素、同素异形体(1)同素异形体同种元素组成的不同________，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。(2)元素、核素、同位素①关系图示
②同位素的特征：“六同三不同”。
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常见的重要核素及其应用
[微点归纳]　(1)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。现行元素周期表已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。(2)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；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。
(4)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(6)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(7)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。(8)同位素是指同一元素的不同核素之间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质之间的关系，同分异构体是具有同分异构现象的化合物之间的关系。区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。(10)不同核素之间的转化属于核反应，原子核发生了变化，该过程不属于化学反应。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
(3)30　24　(4)7　5
【易错辨析】(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。(　　)[提示]　√(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(　　)[提示]　×　同位素间的转化属于核反应，不是化学变化。(3)破坏原子结构的核裂变属于化学变化。(　　)[提示]　×　化学研究的最小微粒是原子，原子核裂变不属于化学变化。
(4)所有的原子中都含有质子和中子。(　　)
(5)质子数相同的原子不一定属于同一种元素。(　　)[提示]　×　质子数决定元素种类，质子数相同的原子一定属于同一种元素。(6)电子排布式完全相同的原子一定是同一种原子。(　　)[提示]　×　不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。
(7)2.0 g H218O与D2O的混合物中所含中子数为NA。(　　)[提示]　√　H218O与D2O相对分子质量均为20，所含中子数均为10，故2.0 g二者的混合物中所含中子数为NA。
[提示]　×　核聚变、核裂变不属于化学变化。(9)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。
1．(2024·北京卷)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是(　　)
A．41Ca的原子核内有21个中子B．41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子C．41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间D．从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化[答案]　A[解析]　41Ca的质量数为41，质子数为20，则中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；根据题意41Ca衰变一半所需的时间要大于14C衰变一半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。
A．质子数为53B．电子数为53C．中子数为78D．质量数为184[答案]　D
A．属于同一种核素B．质量数相同
微考点2　元素、核素和同位素的辨析
5．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[答案]　D[解析]　H、D、T是三种不同的核素，故A错误；O2和O3之间的转化有新物质生成，属于化学变化，故B错误；14C中有8个中子而14N中有7个中子，中子数不同，故C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，故D正确。
抓住描述对象突破“四同”判断
同素异形体——单质，如O2、O3。 同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。 同分异构体——化合物，如正戊烷、新戊烷。
微考点3　微粒中各粒子数的关系及计算
7．(2026·湖北武汉检测)质子数和中子数之和为A，核内中子数为N的R2＋与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为(　　)
8．(2026·经典习题选萃)某元素的一种同位素X的质量数为A，含N个中子，它与1H构成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)
求一定质量的某物质中粒子数的思维模板
A．Lr-251和Lr-253的物理性质完全相同B．上述熔合反应为氧化还原反应C．上述熔合反应中a＝203、b＝103D．Lr-251核内中子数和质子数之差为47[答案]　C
微考点4　核反应方程式
[解析]　Lr的两种核素中质子数相等，中子数不同，物理性质不完全相同，A项错误；该反应中没有元素化合价发生变化，不属于氧化还原反应，B项错误；由质子数守恒可得24＋81＝b＋2，解得b＝103，由质量数守恒可得50＋2＋a＝251＋4，解得a＝203，C项正确；Lr-251的中子数为251－103＝148,148－103＝45，D项错误。
B．6Y和7Y属于同种元素C．Y的核素种类由p决定D．金属性：X>Y[答案]　B
(1)X的中子数为________。(2)X、Y互为________。(3)上述人工合成反应中涉及________种元素，________种核素。
[答案]　(1)4　(2)同位素　(3)2　6
考点二　原子核外电子的排布及应用
1．能层和能级、电子云和原子轨道(1)能层(n)：(又称：__________)①分层依据：按照电子的________差异。②表示符号：______________________________。(2)能级：在多电子原子中，同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用_____________等表示，同一能层里，各能级的能量按_____________的顺序依次升高。
K、L、M、N、O、P、Q
(3)电子云①电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的____________分布的形象化描述。②同一原子的能层越高，s电子云半径________，是由于电子的能量依次________，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐________，电子云越来越向更大空间扩展。
(4)原子轨道电子云轮廓图给出了电子在________________的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。①原子轨道形状和个数s轨道：电子云形状为________，轨道个数______个；p轨道：电子云形状为________形，轨道个数______个。
②各能级、能层所含有原子轨道数目
原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝________。
③能量关系A．相同能层上原子轨道能量的高低：______________。B．形状相同的原子轨道能量的高低：_________________C．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2px、2py、2pz轨道的能量________。D．不同能级具有交错现象：ns3dA.①④B．①③C.③④D．②③[答案]　(1)B　(2)N　哑铃　(3)b　(4)6　13(5)B
状态有13种。(5)根据能级构造原理可知：不同能层的相同能级的能量大小为(n－1)s