2021届高考化学一轮总复习专题突破：原子核外电子排布【专题训练、专题总结】

——原子核外电子排布
【专题训练】
1．短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，核电荷数之和为36；X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数；R原子的质子数是Y原子质子数的两倍。

下列有关这四种元素的相关叙述正确的是( D )
A．X的三种核素中均含有质子和中子
B．X与R组成的化合物溶于水呈碱性
C．R的离子结构示意图为
D．Y与Z可形成两种氧化物
解析：短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，核电荷数之和为36；X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数；R原子的质子数是Y原子质子数的两倍，由原子序数关系可知X、Z原子的最外层电子数之和应为2，Y的次外层电子数为2，则X为H，Z为Na，Y为O，R为S。

X为氢元素，三种核素为1H、2H、3H，三种核素质子数都为1。

1H中没有中子，A错误；X与R组成的化合物为硫化氢，溶于水呈酸性，B错误；R的离子为硫离子，最外层电子数为8，C错误；氧元素和钠元素可形成氧化钠和过氧化钠，D正确。

2．R、Q为短周期中的两种元素，R元素原子的最外层电子数与次外层电子数之差的绝对值等于电子层数；Q元素的原子比R元素的
原子多2个核外电子，则下列叙述中肯定不正确的是( B ) A．原子半径：R>Q
B．R和Q可形成离子化合物RQ
C．R和Q可形成共价化合物RQ2
D．R和Q可形成共价化合物RQ3
解析：R可能是碳或磷元素，则对应的Q是氧或氯元素，碳和氧或磷和氯均不可能形成离子化合物。

3．核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n＋1)，原子核内质子数为(2n2－1)。

下列关于元素X 的说法中，不正确的是( A )
A．其最高化合价为＋3价
B．可以形成化学式为KXO3的盐
C．其氢化物可以用来做喷泉实验
D．其最高价氧化物对应水化物是强酸
解析：由于核电荷数小于18，n≤3。

n＝2或3时，符合题意。

X 为N或Cl。

N和Cl的最高化合价分别为＋5和＋7价，A错误；X可以形成化学式为KNO3或KClO3的盐，B正确；HCl和NH3都极易溶于水，可以用来做喷泉实验，C正确；HNO3和HClO4都是强酸，D正确。

4．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大。

已知A、C的原子序数的差为8，A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15，B原子的最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。

下列叙述正确的是( D )
A．原子半径：A<D<B<C
B．最简单氢化物的稳定性：C>D
C．A与C形成的化合物溶于水所得溶液显碱性
D．B与D形成的化合物是共价化合物
解析：由A、C的原子序数之差为8，可知短周期元素A与C是同主族元素，它们的原子最外层电子数相等，设A和C的原子最外层电子数均为x，则B的最外层电子数为0.5x，由题意知：x＋0.5x＋x ＝15，解得x＝6。

根据A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，可判断出它们分别为O、Al、S、Cl。

原子半径：O<Cl<S<Al，A错误；稳定性：H2S<HCl，B错误；SO2、SO3的水溶液为亚硫酸、硫酸，显酸性，C错误；Al与Cl形成的化合物是AlCl3，它是共价化合物，D正确。

5．下列说法中肯定错误的是( B )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8
解析：氢原子的K层上只有一个电子，A正确；M层上最多容纳18个电子，不可能是L层电子数的4倍，B错误；S2－的M层上和L 层上的电子数均为K层的4倍，C正确；阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8，D正确。

6．用n表示原子核外电子层数，下列说法不正确的是( D ) A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2个
B．原子的核电荷数一定等于原子的核外电子数
C．He、Ne两种元素原子每层电子容纳的电子数都满足2n2
D．同一原子核外的M层上的电子数一定比L层上的电子数多
解析：A项，根据核外电子排布规律可知，正确；B项，原子呈电中性，核电荷数等于核外电子数，正确；C项，He原子核外只有一
个电子层，该层电子数为2，Ne为2、8，每层电子容纳的电子数都满足2n2，正确；D项，当M为最外层时可能的电子数为1～8，而此时的L层电子数为8个，错误。

7．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同。

当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层多10个，则此电子层是( C )
A．K层B．L层C．M层D．N层
解析：由题意n层的电子数，可以是18，(n－1)层的电子数为8，故n层应为M层。

8．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有( B ) A．1对B．2对
C．3对D．4对
解析：①H和He；②C和He。

9．下列各微粒：①H3O＋、NH＋4、Na＋；②OH－、NH－2、F－；③O2－2、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是( B ) A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④
解析：①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10。

10．下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。

(1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号，下同)。

(2)具有稳定性结构的原子是________。

(3)只能得电子的粒子是____________；只能失电子的粒子是________；既能得电子，又能失电子的粒子是________。

(4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。

答案：(1)③⑤⑧(2)②(3)③⑤①④⑥⑦⑧
(4)小于(5)⑤
11．请回答下列问题：
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为______。

(2)已知某离子的结构示意图为。

①当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

②当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。

③写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生
反应的离子方程式为_____________________________________。

解析：(1)与氯元素同族的短周期元素为F，F的原子结构示意图
为。

(2)①当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子；②当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子；③y ＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

答案：(2)①原子②氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子③Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
12．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：
(1)A元素是____、B元素是________、C元素是________(用元素符号表示)。

(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是__________，含有的化学键是________。

(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________，其与水反应的化学方程式为____________________。

(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是______________，其电子式和电离方程式分别为________________。

(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。

(6)H 分子中含有8个原子，其分子式是________。

解析：18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H ＋的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。

阴离子有P 3－、S 2－、HS －、Cl －；阳离子有K ＋、Ca 2＋；分子有Ar 、HCl 、H 2S 、PH 3、SiH 4、F 2、H 2O 2、C 2H 6、CH 3OH 、N 2H 4等，结合题目所给条件，
不难确定所需答案。

答案：(1)K Cl S (2)HCl 极性共价键
(3)F 2 2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2 (4)H 2S
H ·
·S ··
····H ；H 2S H ＋＋HS －、HS －H ＋＋S 2－
(5)H 2O 2(或PH 3) (6)C 2H 6
13．A ＋、B ＋、C －、D 、E 五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。

已知：
①A ＋＋C －===D ＋E ↑；②B ＋＋C －===2D 。

请回答：
(1)C －的电子式是________。

(2)分别写出A ＋和D 反应、B ＋和E 反应的离子方程式
____________________________________________________。

(3)除D 、E 外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式________。

(4)除A ＋、B ＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子________。

解析：本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。

依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne ；阴离子
有N 3－、O 2－、F －、OH －、NH －2，阳离子有Na ＋、Mg 2＋、Al 3＋、NH ＋
4、H 3O ＋；
分子有CH 4、NH 3、H 2O 、HF 。

根据题意有：①A ＋＋C －===D ＋E ↑，推知
A ＋应为NH ＋4、
C －为OH －、
D 为H 2O 、
E 为NH 3，将其结果代入②B ＋＋C －===2D ，推知B ＋应为H 3O ＋。

答案：(1)[·
·O ··
····H]－ (2)NH ＋4＋H 2O NH 3·H 2O ＋H ＋、H 3O ＋
＋NH 3===NH ＋4＋H 2O
(3)CH 4、Ne(答案合理即可)
(4)Na ＋、Mg 2＋(答案合理即可)
【专题总结】
1．电子层的表示方法及能量变化
2.原子核外电子排布规律
(1)核外电子一般总是尽可能地先排布在能量较低的电子层里。

(2)每个电子层最多容纳的电子数为2n 2个。

①最外层最多容纳电子数不超过8个(K 层为最外层时不超过2个)。

②次外层最多容纳的电子数不超过18个，倒数第三层最多容纳
的电子数不超过32个。

3．核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图(以Na为例)
(2)离子结构示意图
主族中的金属元素的原子失去最外层电子形成与稀有气体元素原子电子层结构相同的阳离子，非金属元素的原子得到电子形成与稀有气体元素原子电子层结构相同的阴离子：
4．常见“10电子”“18电子”微粒
(1)“10电子”的微粒：
(2)10e－微粒的转化关系
①若10电子的粒子满足关系的一定是
NH ＋
4＋OH －=====△NH 3↑＋H 2
O 。

②若10电子粒子中满足关系：B ＋＋C －===2D 的只有H 3O ＋＋OH －
===2H 2O 。

(3)常见的“18电子”的微粒：
1．核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。

如当M 层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。

2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S 2－、
Cl －。

若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如11H 、21H 、31H 。

3．其他等电子数的粒子
“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。

“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。

“14电子”的粒子：Si、N2、CO、C2－2、CN－。

“16电子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。

4．质子数及核外电子总数均相等的粒子
①Na＋、NH＋4、H3O＋；②HS－、Cl－；③F－、OH－、NH－2；④N2、CO等。

根据原子结构特征推断元素
1－18号元素原子结构的特点。