魯科版2023-2024年高中化學大一輪復習第5章 第26講原子結構核外電子排布規(guī)律

第5章物質結構與性質元素周期律

第26講原子結構核外電子排布規(guī)律

［復習目標］1.掌握原子結構中微粒數目的關系。2.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布

和排布原理。3.能正確書寫1?36號元素原子核外電子排布式、價電子排布式和軌道表示式。

考點一原子結構、核素、同位素

■歸納整合

1.原子結構

(1)構成微粒及作用

中子與質子數共同?決定種類

-質子一核電荷數一決定種類

決定主族元素的

-最外層電子數一

—性質

-各層電子數

(2)微粒間的數量關系

①陽離子的核外電子數=—所帶電荷數。

②陰離子的核外電子數=+所帶電荷數。

(3)微粒符號周圍數字代表的信息

元素化合價

離子所帶電荷數

原子個數

2.元素、核素、同位素

（1）元素、核素、同位素的概念及相互關系

（2）同位素的特征

①同一元素的各種核素的不同，相同，化學性質,

物理性質。

②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數（豐度）不變。

（3）氫元素的三種核素

IH：名稱為一，不含中子；

jH：用字母表示，名稱為或重氫；

IH：用字母—表示，名稱為—或超重氫。

（4）幾種重要核素的用途

核素2起U也CIo

用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

正易錯辨析

1.一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子（）

2.所有原子核內一定都有中子（）

3.質量數就是元素的相對原子質量（）

4.質子數相同的微粒一定屬于同一種元素（）

5.核外電子數相同的微粒，其質子數一定相同（）

6.核聚變如彳H+汩一？He+Jn,因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化（）

7.氫的三種核素形成的單質有6種，它們物理性質有所不同，但化學性質幾乎完全相同（）

■專項突破關鍵能力

一、微粒中“粒子數”的確定

1.月球上的每百噸汨e聚變所釋放出的能量相當于目前人類一年消耗的能量，地球上氨元素

主要以yHe的形式存在。已知一個12C原子的質量為αg,一個汨e原子的質量為bg,NA為

阿伏加德羅常數。下列說法正確的是()

ABHe比?He多一個中子

B.氫元素的近似相對原子質量為3.5

CdHe的相對原子質量為手

DSHe的摩爾質量為ZWA

1*lii16

2.(1)1molH2O與1molD2O的中子數之比為?

(2)已知陰離子R2-的原子核內有〃個中子，R原子的質量數為加，則mgR原子完全轉化為

R2一時,含有電子的物質的量是。

二、元素、核素、同位素的概念辨析

3.湯姆孫(JjThomSon)和阿斯通(EWAston)在1913年發(fā)現(xiàn)了否Ne。下列有關說法正確的是

()

A*8Ne和+8Ne屬于同素異形體

B需Ne和祖Ne屬于不同的核素

CXGNe和鈿Ne的中子數相同

D焉Ne轉變?yōu)?8Ne為化學變化

4.現(xiàn)有下列9種微粒：IH、田、算、［C、4N、W?曲Fe3+、4Ch、9Ch。按要求完成以

下各題：

(1)|H、汨分別是氫元素的一種,它們互稱為。

(2)互為同素異形體的微粒是.

(3虎Fe?+的中子數為,核外電子數為?

(4)上述9種微粒中有種核素，含有種元素。

考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理

■歸納整合必備知識

1.核外電子運動狀態(tài)

核外電子按能量不同分成電子層，同一電子層的電子，還被分成不同能級。量子力學把電子

在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。

回答下列問題：

(I)填寫下表，熟悉原子核外電子層、能級、原子軌道之間的關系。

電子層(”)一二三四

電子層符號

能級符號

各能級原子軌道數

各電子層原子軌道數

最多容納電子數

(2)常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。S電子云輪廓圖呈—形、

P電子云輪廓圖呈________形。P電子云有種伸展方向。

(3)預測第五電子層上原子軌道總數是多少？最多能容納的電子數是多少？

(4)比較下列基態(tài)原子能級或原子軌道的能量高低。①Is、2s、2p、3s、3p、3d②2s、2&、

2pv>2pz

2.基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜

(1)基態(tài)原子：處于的原子。

激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，它的電子會到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。

⑵原子光譜

不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會或不同的光，用光譜儀記錄下來便得到

原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。

3.基態(tài)原子的核外電子排布

(1)排布原則

①：在構建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據能量最低的原子軌道，使整

個原子的能量最低。

②:一個原子軌道中最多只能容納一個電子，且這兩個電子的自旋

2s2s

如2s軌道上的電子排布為不能表示為EE3。

③:對于基態(tài)原子，核外電子在能量相同的原子軌道上排布時，將盡可能分占

不同的原子軌道并且自族狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為,不能表示為

2p2p

注意當能量相同的原子軌道在全充滿（P6、dl°^P4）、半充滿（P3、d5>f7）和全空（p。、d0^f?）

狀態(tài)時，體系的能量最低,,如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為Is22s22p63s23p63d54sl而不

2262642

是1s2s2p3s3p3d4so

（2）填充順序——構造原理

Cr??χOOOOO

1

Fl???OOO

C）O

卜

N

L

'、、一,、、」

K

⑶基態(tài)原子核外電子排布表示方法（以硫原子為例）

電子排布式1s22s22p63s23p4

簡化電子排布式[Ne]3s23p4

價電子排布式3s23p4

3s3p

價電子軌道表示式

IE易錯辨析

1.P能級能量不一定比S能級的能量高（）

2.Fe的基態(tài)原子的電子排布式為ls22s22p63s23pMs23d6（）

3.22Ti的電子排布式Is22s22p63s23p∣°違反了能量最低原理（）

IS2s2p3s

4.OOWHNIO.康示的原子能量處于最低狀態(tài)（）

5.ls22s12pl表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布（）

6.某些金屬及其化合物在燃燒時會產生特殊的顏色，是由于電子躍遷時能量以一定頻率的光

釋放出來（）

■專項突破關鍵能力

一、核外電子的運動狀態(tài)及排布式的書寫

1.完成下列各小題：

（1）基態(tài)硅原子最外層電子的軌道表示式為____________________________________________

⑵在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是

_____________________________________________________________（填離子符號）。

（3）銅或銅鹽的焰色試驗為綠色，該光譜是（填“吸收光譜”或“發(fā)射光譜”）。

2.下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為、（填

字母）。

IS2s

A.[?lO

IS2s

B.O

IS2s

C.O由

IS2s

D.F∏]∣t∣

3.鉀發(fā)生焰色試驗的原因是.

?歸納總結

核外電子排布常見錯誤

（1）在書寫基態(tài)原子的軌道表示式時，常出現(xiàn)以下錯誤：

①I，11，I卜I］（違反能量最低原理）；

②l??（違反泡利不相容原理）；

I11

③ULl__________1（違反洪特規(guī)則）；

MI_____I違反洪特規(guī)則）。

（2）當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按〃s、（〃-l）d、〃p的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍

把（〃一l）d放在〃S前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2,而失電子時,卻先失4s軌道上的電子，

如Fe3+：ls22s22p63s23p63d5o

二、核外電子排布規(guī)律的應用

4.判斷電子的運動狀態(tài)

按要求填空：

(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有種。

(2)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為,其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有種，

共有一種運動狀態(tài)不同的電子。

(3)基態(tài)Si原子價電子的運動狀態(tài)有種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23p/違背了

(4)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有種。

?歸納總結

核外電子運動狀態(tài)的判斷

電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數目相

等。

5.判斷原子中未成對電子數目

按要求填空：

(1)基態(tài)Ti3+中未成對電子數有個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價電子排布

式為。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有種。

(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時，其最高能級中的單電子數為。

(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數之比為。

(4)第4周期中未成對電子數最多的基態(tài)原子的價電子軌道表示式為。

(5)2020年12月17日，“嫦娥五號”首次成功實現(xiàn)地外天體采樣返回，標志著我國航天向前

邁出了一大步。其制作材料中包含了AkCr、Cu.C、N、0、Si等多種元素。上述元素中

基態(tài)原子未成對電子數與Al相同的有o

(6)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當今科學研究的重要課題，可用反應B(OCH3)3+NH4Cl+

LiAlH4=NH3BH3+AI(OCH3)3+LiCl+H2t進行制備。反應中涉及元素的基態(tài)原子中含1個

未成對電子的有種。

6.元素推斷

(I)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為；

其基態(tài)原子價電子的軌道表示式為。

(2)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，E的元素符號

為一,其基態(tài)原子的核外電子排布式為。

(3)元素D的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為,其基態(tài)原子的核外

電子排布式為0

真題演練明確考向

1.（202I?北京，2）下列有關放射性核素旅GH）的表述不正確的是（）

AJfH原子核外電子數為1

B.汨原子核內中子數為3

CmH2與Hz化學性質基本相同

D.m2o具有放射性

2.（2021.遼寧，2）下列化學用語使用正確的是（）

2s2p

A.基態(tài)C原子價電子軌道表示式：EHHHI

右、