(学习指导)专题5第1单元 原子结构 核外电子排布含解析

第一单元原子结构核外电子排布[课标解读]1.了解元素、核素和同位素的含义。

2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

3.了解核外电子排布规律，掌握原子或离子结构示意图。

4.了解原子核外电子的运动状态和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式(或电子排布图)。

原子结构同位素知识梳理1．原子构成(1)原子符号与构成(2)粒子中的“各数”间的关系①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。

2．元素、核素、同位素(1)“三素”关系及含义(2)几种重要的核素及其应用核素23592U 14 6C 21H 31H 18 8O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(3)1H：用字母H表示，名称为氕，不含中子。

12H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含1个中子。

13H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含2个中子。

1注意：相对原子质量的分类①原子(即核素)的相对原子质量的比值。

一种元素有几种同位素，一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的112就有几种不同核素的相对原子质量。

②元素的相对原子质量是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。

如：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。

③核素的近似相对原子质量＝质量数。

④元素的近似相对原子质量＝A1×a%＋A2×b%＋……[辨易错](1)任何原子都有质子、中子和电子。

()(2)质子数相同的粒子相应的元素一定是同一种元素。

()(3)任何阴、阳离子中均含有电子。

()(4)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。

()(5)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新粒子生成，所以该变化是化学变化。

()(6)H2、D2、HD均为氢元素的不同单质，三者属于同素异形体。

() [答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×知识应用H、D、T形成的氢气分子有；H、D、T与16O、17O可形成的水分子有种；其中相对分子质量相同的有；这些水分子的物理性质；化学性质。

[答案]H2、D2、T2、HD、HT、DT12HT16O与D162O、HT17O与D172O、HD16O与H172O、HD17O与D162O不同几乎相同命题点原子结构中“数”与同位素1．国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og。

下列关于297118Og的说法错误的是()A．原子序数与质子数均为118B．质子数与中子数之差为61C．该原子的近似相对原子质量为297D．118号元素的相对原子质量为297[答案]D2．同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。

下列有关叙述正确的是()A．14C与12C是两种不同的元素或核素B．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化C．35Cl2与37Cl2互为同素异形体D．铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子D[A项，14C与12C是同种元素的不同核素，错误；B项，16O与18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；C项，35Cl2与37Cl2都是Cl2的单质，不是同素异形体，错误；D项，铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子，正确。

]3．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成H m X分子，在a g H m X中所含原子的物质的量为，所含中子的物质的量为，所含质子数为(用N A表示阿伏加德罗常数的值，下同)，所含电子数为。

[答案]aA＋m(m＋1) molaA＋mN molaA＋m(m＋A－N)N AaA＋m(m＋A－N)N A4．现有下列9种粒子：11H、21H、13 6C、14 6C、14 7N、5626Fe2＋、5626Fe3＋、16 8O2、16 8O3。

按要求完成以下各题：(1)11H、21H分别是氢元素的一种，它们互称为。

(2)互为同素异形体的粒子是。

(3)5626Fe2＋的中子数为，核外电子数为。

(4)上述9种粒子中有种核素，含有种元素。

[答案](1)核素同位素(2)16 8O2和16 8O3(3)3024(4)755．下图为几种粒子结构示意图，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 。

[答案] (1)③⑤ (2)② (3)③⑤ ①④⑥(1)求一定质量的某物质中粒子数的思维模板 物质的质量――――――――――――→÷摩尔质量(来自质量数)物质的量――――――――――――――――→×一个分子或离子中含某粒子个数指定粒子的物质的量――→×N A粒子数(2)“三同”比较同位素 同素异形体 同分异构体研究对象核素原子单质 化合物 “同”含义 质子数相同 元素相同 分子式相同 “异”含义 中子数不同性质不同 结构不同原子核外电子排布知识梳理1．电子层和原子轨道电子层KLMN原子轨道类型及其数目 1s 2s 、2p 3s 、3p 、3d 4s 、4p 、4d 、4f 1 1＋3＝4 1＋3＋5＝9 1＋3＋5＋7＝16 最多容纳电子数目2818322.原子轨道的形状、数目及能量关系 (1)轨道形状(2)s 、p 、d 、f 轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各原子轨道半径随电子层数(n )的增大而增大。

[深思考]Si原子核外电子占有几个原子轨道？最外层电子的原子轨道形状是什么？[答案]8，球形和纺锤形。

3．原子核外电子排布规律(1)一般规律(2)能量最低原理：其原子轨道能量顺序如下：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……，总之：填充顺序为n s→(n－2)f→(n－1)d→n p。

(3)泡利不相容原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。

如2s的2个电子可表示为，不可表示为。

(4)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各上轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。

如2p3的轨道表示式为，不能表示为。

特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。

如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。

注意：①一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称为成对电子，即电子对。

②一个原子轨道若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。

如N 的轨道表示式为，原子中有2对电子对，3个单电子或未成对电子。

[辨易错](1)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(2p x)<E(2p y)<E(2p z)。

()(2)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。

()(3)磷元素基态原子的轨道表示式为。

()(4)N的价电子轨道表示式违反了泡利不相容原理。

() [答案](1)×(2)×(3)×(4)×4．电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁①基态―→激发态当基态原子的电子吸收能量后，电子会从能量较低轨道跃迁到能量较高轨道变成激发态原子，得到吸收光谱。

②激发态―→基态激发态原子的电子从能量较高轨道跃迁到能量较低轨道时会释放出光子，得到发射光谱。

(2)原子光谱：不同元素的原子中电子发生跃迁时会吸收或放出不同的光子，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。

包括吸收光谱和发射光谱。

用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。

注意：①“七基色”与波长的关系为按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。

②基态、激发态及光谱示意图。

知识应用1．结构示意图为的粒子有哪几种？讨论说明。

[答案]当x＝18时，代表原子(氩原子)；当x>18时，代表的是阳离子(K＋、Ca2＋等)；当x<18时，代表的是阴离子(S2－、Cl－等)。

2．按要求填写表格：原子或离子电子排布式价电子排布图或轨道表示式原子轨道数未成对电子数N_________ (或)Fe2＋_________ (或)Cu_________ (或)Se_________ (或)Br_________ (或)命题点1原子或离子的核外电子排布1．某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布式不可能是()A．3p64s1B．4s1C．3d54s1D．3d104s1A[A项价电子排布不符合能量最低原理，正确的排布式是3p54s2，A项错误；B项为基态K原子的价电子排布式，正确；C项为基态Cr原子的价电子排布式，正确；D项为基态Cu原子的价电子排布式，正确。

]2．下列轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是()C[根据洪特规则，选项A中2p轨道的3个电子应分别占据3个2p原子轨道，而且自旋方向相同，不符合题意；选项B中的2s轨道的电子发生跃迁，是激发态，不符合题意；选项C中基态碳原子的电子是按照泡利不相容原理和洪特规则排布的，符合题意；选项D中的2s轨道的电子发生跃迁，原子属于激发态，不符合题意。

]3．已知某粒子的结构示意图为。

试回答：(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____________________________________。

[答案](1)原子(2)氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子(答案合理即可)(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O4．(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；其价层电子轨道表示式为_______。

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B 的元素符号为________，C＋的结构示意图为________。

(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________，其原子的结构示意图为________。