原子结构 原子核外电子排布

第五章原子结构元素周期律第一节原子结构原子核外电子排布【高考新动向】【考纲全景透析】一、原子的构成1. 原子的构成原子的组成表示式：X，其中X为原子符号，A为质量数，Z为质子数，A－Z为中子数。

2．基本关系①质子数＝核电荷数＝核外电子数②阳离子中：质子数＝核外电子数＋电荷数③阴离子中：质子数＝核外电子数－电荷数④质量数＝质子数＋中子数3.元素、核素、同位素之间的关系如下图所示：元素、核素和同位素的概念的比较二、 原子核外电子排布1.电子层的表示方法及能量变化圆圈表示原子核，圆圈内标示出核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层的电子数。

要注意无论是阳离子还是阴离子，圆圈内的核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。

离核由近及远→电子能量由低到高 2.核外电子分层排布的规律核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有： (1)能量规律原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。

即排满了K 层才排L 层，排满了L 层才排M 层。

（2）分层排布规律①原子核外每个电子层最多容纳2n 2个电子。

②原子最外层电子数不超过8个电子(K 层为最外层不能超过2个电子)。

③原子次外层电子数不超过18个电子(K 层为次外层不能超过2个电子)。

【热点难点全析】〖考点一〗原子的构成及概念比较1.构成原子的粒子2.组成原子的各种粒子及相互关系(1)原子或分子：质子数(Z)=核电荷数=核外电子数(2)阳离子：核外电子数=质子数-所带电荷数(3)阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数3.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较〖提醒〗(1)质子数与核外电子数之间的关系，对于原子不易出错，对于阴、阳离子容易出错。

应清楚阳离子核外电子数少于质子数，阴离子核外电子数多于质子数。

(2)元素、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断关键是描述的对象。

如：①具有相同质子数的两微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O。

②质子数相同而中子数不同的两微粒不一定互为同位素，如14N2和13C16O。

③2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体。

【典例1】铀(U)是重要的核工业原料，其中23592U是核反应堆的燃料，下列关于23592U和23892U的说法正确的是( )A．23592U和23892U都含有92个中子B．23592U和23892U互为同位素C．23592U和23892U的核外电子数不同D．23592U和23892U分别含有143和146个质子【解析】选B。

23592U和23892U都含有92个质子，A错；23592U和23892U质子数相同，中子数不同，互称同位素，B对；23592U和23892U核外电子数相同，C错；23592U和23892U的质子数均为92，中子数分别为143和146，D错。

【总结】若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是(1)两种原子(同位素)如：11H、21H、31H。

(2)两种分子如：CH4、NH3、H2O、HF、Ne。

(3)两种带电荷数相同的阳离子，如NH＋4、H3O＋。

(4)两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。

〖考点2〗特殊核外电子排布的微粒1.识记1－20号元素的特殊电子层结构(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；(5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：Li、P；(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne；(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；(8)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al；(9)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca；(10)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。

2.找10电子微粒和18电子微粒的方法（1）10电子微粒（2）18电子微粒（3）10e －与18e －微粒(2)元素X 与元素Z 相比，非金属性较强的是__________，写出一个能表示X 、Z 非金属性强弱关系的化学反应方程式_________________________________________________。

(3)X 、Y 、Z 、W 四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为__________。

(4)元素X 和元素Y 以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q ，元素W 和元素Y 化合形成的化合物M ，Q 和M 的电子总数相等。

以M 为燃料，Q 为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式__________________________________________________。

【解析】L 层电子数是K 层电子数的3倍，即L 层有6个电子，故X 为氧元素；核外电子层数等于原子序数的元素只有氢，故Y 为氢元素；Z 元素的K 、L 层分别有2个和8个电子，则M 层上有6个电子，故Z 为硫元素；常温下为气态双原子分子，且原子间以三键结合的只有N 2，故W 为氮元素。

问题(2)中能说明氧比硫非金属性强的事实有很多，其中较为直观的是O 2置换H 2S 中的S 。

问题(4)中H 、O 形成的原子个数比为1∶1的化合物是H 2O 2，N 、H 形成的化合物分子中电子数也为18的分子只能是N 2H 4。

【答案】 (1)(2)X(或氧) 2H 2S ＋O 2=====点燃2H 2O ＋2S ↓ (3)NH 4HSO 4(4)N 2H 4＋2H 2O 2=====点燃N 2＋4H 2O【高考零距离】【2012高考】1、（2012·大纲版全国卷·10）元素X 形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X 的离子半径小于负二价硫离子的半径，X 元素为A ． AlB ． PC ． ArD ． K 【解题指南】解答本题时应掌握物质结构和元素周期律的相关知识。

【解析】选 D 。

选项 具体分析结 论 A Al 离子与钙离子的核外电子排布不相同 Ａ错误 B 磷元素形成的离子半径大于负二价硫离子的半径 Ｂ错误 C Ａｒ原子与钙离子的核外电子排布相同Ｃ不符合题意 D钾离子与钙离子的核外电子排布相同，且其半径小于负二价硫离子的半径Ｄ项正确2、（2012·海南高考·9）下列有关化学用语使用正确的是A ．NH 4Br 的电子式：B ．S 2-的结构示意图：C ．乙酸的分子式： CH 3COOHD ．原子核内有l8个中子的氯原子：【解析】A 项中Br —电子式错误；C 是结构简式。

【答案】BD3、（2012·天津高考·3）下列叙述正确的是（ ）A ．乙酸与丙二酸互为同系物B ．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键C ．23592U 和23892U 是中子数不同质子数相同的同种核素D ．短周期第ⅣA 与ⅦA 族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质，如硫酸氢钠属于盐但溶液呈酸性，二氧化硅和一般物质不反应但和二氧化碳反应，铁和氯气反应生成氯化铁。

【解析】选C 。

1.（2011·海南高考·4）13153I 是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中13153I 的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。

下列有关13153I 的叙述中错误的是（ ） A ．13153I 的化学性质与12753I 相同 B ．13153I 的原子序数为53C ．13153I 的原子核外电子数为78D ．13153I 的原子核内中子数多于质子数【答案】选C 。

【解析】解答本题要明确以下四点： （1）核素符号AZ X 中各量的含义（2）在原子中，质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 （3）质量数＝质子数+中子数（4）同位素的物理性质存在差异，化学性质相同13153I表示的是质子数为53，质量数为131的碘原子，其原子序数和核外电子数都为53，中子数＝131－53＝78，所以中子数多于质子数。

13153I 和12753I 互为同位素，其化学性质相同。

2.（2011·天津高考·2）以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 A.第IA 族元素铯的两种同位素137Cs 比133Cs 多4个质子B.同周期元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小C.第VIIA 族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强D.同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低 【答案】选B 。

【解析】与化学性质不同，不同主族元素单质的物理性质的递变规律不同。

池的重要材料，X 原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y 是地壳中含量最丰富的金属元素，Z 原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。

下列说法错误的是 A.元素W 、X 的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构 B.元素X 与氢形成的原子比为1：1的化合物有很多种 C.元素Y 的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成 D.元素Z 可与元素X 形成共价化合物XZ ？ 【答案】选A 。

【解析】解答本题时应注意根据题目信息特别是电子的排布信息判断出四种元素，然后进行选择。

【2010高考】1.（2010·上海卷）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列叙述正确的是A．X、Y元素的金属性 X<YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成2W2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来【答案】D【解析】此题考查了物质结构与元素周期律知识。

根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，故金属性X>Y，A错；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接生成NO，B错；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D对。

知识归纳：解答元素推断题的突破口可能是原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质等；在此题中解答时，关键是抓住元素性质和元素在周期表中的位置的关系，从原子半径的变化和元素的最高正价和最低负价入手寻求突破。

2.（2010江苏卷）13．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。