大單元三　第七章　第31講　原子結(jié)構(gòu)　核外電子排布規(guī)律-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義人教版

第31講原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律[復(fù)習(xí)目標]1.掌握原子結(jié)構(gòu)中微粒數(shù)目的關(guān)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、價層電子排布式和軌道表示式?？键c一原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素1．原子結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒及作用(2)微粒間的數(shù)量關(guān)系①陽離子的核外電子數(shù)＝________－所帶電荷數(shù)。②陰離子的核外電子數(shù)＝________＋所帶電荷數(shù)。(3)微粒符號周圍數(shù)字代表的信息2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)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(xué)性質(zhì)__________________，物理性質(zhì)____________。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(shù)(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為____，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母____表示，名稱為____或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母____表示，名稱為____或超重氫。(4)幾種重要核素的用途核素eq\o\ar(235,92)Ueq\o\ar(14,6)Ceq\o\ar(2,1)Heq\o\ar(3,1)Heq\o\ar(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子兩種相對原子質(zhì)量辨析(1)原子(即核素)的相對原子質(zhì)量：一個原子(即核素)的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值，其近似值可用質(zhì)量數(shù)代替。(2)元素的相對原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。其近似值是用各核素質(zhì)量數(shù)算出的平均值，即Ar(Cl)≈35×a%＋37×b%。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(nèi)一定都有中子()3．質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量()4．質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素()5．核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)一定相同()6．氫的三種核素形成的單質(zhì)有6種，它們物理性質(zhì)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同()一、元素、核素、同位素1．(2021·天津，3)核聚變發(fā)電有望成為解決人類能源問題的重要手段之一。氘(eq\o\al(2,1)H)是核聚變反應(yīng)的主要原料，下列有關(guān)敘述正確的是()A.eq\o\al(2,1)H的中子數(shù)為2B.eq\o\al(2,1)H的核電荷數(shù)為1C.eq\o\al(2,1)H是自然界中最輕的原子D.eq\o\al(2,1)H是氫元素的一種同素異形體2．現(xiàn)有下列9種微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\ar(13,6)C、eq\o\ar(14,6)C、eq\o\ar(14,7)N、eq\o\ar(56,26)Fe2＋、eq\o\ar(56,26)Fe3＋、eq\o\ar(16,8)O2、eq\o\ar(16,8)O3。按要求完成以下各題：(1)eq\o\ar(1,1)H、eq\o\ar(2,1)H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)eq\o\ar(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為____________，核外電子數(shù)為________。(4)上述9種微粒中有____________種核素，含有________種元素。二、核反應(yīng)方程式3．(2022·山東，3)eq\o\ar(13,8)O、eq\o\ar(15,8)O的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應(yīng)如下：eq\o\ar(16,8)O＋eq\o\ar(3,2)He→eq\o\ar(13,8)O＋eq\o\ar(a,b)X；eq\o\ar(16,8)O＋eq\o\ar(3,2)He→eq\o\ar(15,8)O＋eq\o\ar(m,n)Y。下列說法正確的是()A．X的中子數(shù)為2B．X、Y互為同位素C.eq\o\ar(13,8)O、eq\o\ar(15,8)O可用作示蹤原子研究化學(xué)反應(yīng)歷程D．自然界不存在eq\o\ar(13,8)O2、eq\o\ar(15,8)O2分子是因其化學(xué)鍵不穩(wěn)定4．(2021·河北，5)用中子轟擊eq\o\ar(N,Z)X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核eq\o\ar(4,2)He)的核反應(yīng)為eq\o\ar(N,Z)X＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(7,P)Y＋eq\o\ar(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1價。下列說法正確的是()A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B．Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C．X和氫元素形成離子化合物D．6Y和7Y互為同素異形體考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理1．核外電子運動狀態(tài)核外電子按能量不同分成能層，同一能層的電子，還被分成不同能級。量子力學(xué)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：(1)填寫下表，熟悉原子核外能層、能級、原子軌道之間的關(guān)系。能層(n)一二三四能層符號能級符號各能級原子軌道數(shù)各能層原子軌道數(shù)最多容納電子數(shù)(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(yù)測第五電子層上原子軌道總數(shù)是多少？最多能容納的電子數(shù)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。①1s、2s、2p、3s、3p、3d②2s、2px、2py、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。(2)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．原子核外電子排布的規(guī)范書寫(1)排布原則①________________：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。②____________：在一個原子軌道里，最多只能容納____個電子，它們的自旋________。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。③____________：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。如2p3的電子排布為，不能表示為或。注意當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)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1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)填充順序——構(gòu)造原理(3)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價層電子排布式3s23p4價層電子軌道表示式(電子排布圖)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1s22s22p63s23p64s23d6()3．22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理()4.表示的原子能量處于最低狀態(tài)()5.1s22s12p1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(chǎn)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()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________________________。(2)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)。A．B．C．D．3．鉀發(fā)生焰色試驗的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。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：①(違反能量最低原理)；②(違反泡利原理)；③(違反洪特規(guī)則)；④(違反洪特規(guī)則)。(2)當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。二、核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用4．判斷電子的運動狀態(tài)(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有______種。(2)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為________，其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有________種，共有________種運動狀態(tài)不同的電子。(3)基態(tài)Si原子價層電子的運動狀態(tài)有______種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23peq\o\al(2,x)違背了________________。(4)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有________種。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(shù)目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等。5．判斷原子中未成對電子數(shù)目(1)基態(tài)Ti3＋中未成對電子數(shù)有________個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)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(shù)為________。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為________。(4)第四周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為______________________________________________________________________________。6．元素推斷(1)A、B、C、D4種元素的核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，D原子的K、L層電子數(shù)之和等于核外電子總數(shù)的一半。則4種元素的元素符號依次是A______，B______，C______，D______。(2)①A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)原子價層電子的軌道表示式為________________。②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________________。1．(2022·北京，3)38Sr(鍶)的87Sr、86Sr穩(wěn)定同位素在同一地域土壤中eq\f(87Sr,86Sr)值不變。土壤生物中eq\f(87Sr,86Sr)值與土壤中eq\f(87Sr,86Sr)值有效相關(guān)。測定土壤生物中eq\f(87Sr,86Sr)值可進行產(chǎn)地溯源。下列說法不正確的是()A．Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B．可用質(zhì)譜法區(qū)分87Sr和86SrC．87Sr和86Sr含有的中子數(shù)分別為49和48D．同一地域產(chǎn)出的同種土壤生物中eq\f(87Sr,86Sr)值相同2．(1)(2023·浙江6月選考，17節(jié)選改編)①基態(tài)N原子的價層電子排布式是________________________________________________________________________。②判斷正誤：能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：1s22s12p33s1()(2)[2023·北京，15(1)]基態(tài)S原子價層電子排布式是________。(3)[2023·廣東，19(1)①]基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為______________________________。(4)[2023·海南，19(5)①節(jié)選]銻和磷同族，銻原子基態(tài)的價層電子排布式為________