原子结构 原子核外电子排布

时结合典型例题点拨和深化，逐一突破高考重难点。讲练结
合抓住核心，深究细研突破热点，任高考千变万化，总能稳 操胜券，赢定高考！
原子的构成及几个概念的比较 1.构成原子的粒子
原 子 核 原子
A Z
质子Z个
决定元素种类
决定质量数 决定原子种类
中子（A-Z）个
X
决定周期数 核 电子层数 外 最外层 决定主族元素的化学性质 电 子 电子数 决定主族元素的族序数
(2)制备氢化钙的具体操作步骤
H2是易燃气体，反应剩余的H2需要燃烧掉，一定要先收集一部 分气体并检验其纯度；反应结束后还需要使氢化钙在H2的氛
子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X 原子的最外源自文库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
高考指数:★★★
1.了解原子构成。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。
2.了解元素、核素和同位素的含义，了解原子结构示意图的表
示方法。 3.了解核外电子排布。
一、原子的构成 1. 原子的构成
质子： Z 个
原子核
①每个质子带一个单位正电荷
②相对质量约为1
①中子不带电
2.1～20号元素中具有特殊核外电子排布的原子
(1)原子核中无中子的原子：H (2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K 最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca (3)最外层电子数是次外层电子数整数倍的原子一定在第二周期。
①最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar
②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C ③最外层电子数是次外层电子数3倍的原子：O
其化学性质几乎完全相同。
二、原子核外电子排布 1.电子层的表示方法及能量变化
离核由近及远 由低到高 电子能量__________
2.核外电子排布规律
(1)能量最低原则 核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由
里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。
(2)分层排布原则 2n2 ①每层最多容纳的电子数为____。 2个 8个 ②最外层不超过____ (K层为最外层时不超过____)。 32个 18个 ③次外层不超过____，倒数第三层不超过_____。
质子数相同，但不属于同一种元素。
4.168O2与188O2互为同位素。( × )
【分析】同位素指的是原子，而此处168O2与188O2都是单质。
5.K原子的核外电子排布为 【分析】最外层电子数不能超过8个。 。( × )
重难点知识的透析与掌握是决胜高考的必由之路。本栏 目依据考纲、结合教材，提炼知识要点，总结易错误区，同
14CO 2不可能互为同位素，都是二氧化碳分子，③错；Ca与Ca 2＋
都属于钙元素，但是两者的性质不同，Ca2＋在反应中不能失电
子，Ca却容易失去电子，④错；37Cl－的结构示意图为 ，
⑤错。
特殊核外电子排布的微粒
1.核外电子数相同的微粒
10电子微粒 分子 Ne、HF、H2O、NH3、CH4 F－、O2－、OH－、NH2－ Na＋、Mg2＋、Al3＋、 NH4＋、H3O＋ 18电子微粒 Ar、HCl、H2S、PH3、 SiH4、F2、H2O2、CH3OH、 N2H4、CH3F、CH3CH3 阴离子 阳离子 Cl－、S2－、HS－、O22Ca2＋、K＋
第一节
原子结构 原子核外电子排布
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基础知识的掌握是形成学科能力的源头。本栏目内容在高
考时虽不直接考查，但考题无不由此而生。感觉简单未必掌握， 认为掌握未必精准。化主干梳理为习题训练，变知识再现为能
力提升。训练式梳理，创新记忆模式，提升复习效果！高考成
败，根基在此，不可小觑！
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【典例】(1)(2011·新课标全国卷·T28·节选)氢化钙固体
是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装
置制备氢化钙。
请回答下列问题：
①请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为 仪器接口的字母编号)。 (填
②根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置
气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞； 正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A.加热反应一段时间 B.收集气体并检验其纯度 (请按
特点
①符合同一通式 ①质子数相同 ①属同一元素 ①分子式相同 ②结构相似 ②中子数不同 ②单质之间 ②结构式不同 ③组成相差一个 ③原子之间 或若干个CH2原子团 H、D和T;
35Cl和37Cl
实例
O3和O2； 金刚石和石墨 甲烷、乙烷
正戊烷、异戊烷、 新戊烷
【高考警示钟】(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
14N 2和 13C16O。
③2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体。
【典例1】下列有关说法中正确的是( ①12C和14C的化学性质相同 ②37Cl原子核内中子数为17 ③12CO2和14CO2互为同位素 ④Ca和Ca2＋是同种元素，且性质相同
)
⑤37Cl－的结构示意图为
A．②③ B．③④ C．①④⑤ D．①
【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)质量数=质子数+中子数。 (2)核外电子排布的不同决定了性质的不同。
【解析】选D。12C与14C互为同位素，化学性质相同，①对；
②37Cl的核内中子数为37－17=20，②错；CO2为分子，12CO2与
快速、规范答题是获取高分的必要条件。本栏目将高中 阶段的实验题型、文字表述题型以及常见计算类型等化整为 零，分类归纳点拨并辅以案例说明，提供答题模板，点拨解 题技巧，突破解题时容易出现的“两不能”障碍，即知其所 以但不能准确表达，思路清晰但不能快速解答。点滴积累，
聚沙成塔，全面提高解题技能！
【实验探究4】——“组、连、补、画”解答仪器 组装型实验题
(4)单质最轻的元素：H;最轻的金属单质：Li
(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br;金属元素：Hg (6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反 应的元素：Al (7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合
反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S
(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素： Li、Na、F
中子： A-Z 个
A Z
X
②相对质量约为1
①围绕原子核做高速运动 核外电子： Z 个 ②每个电子带一个单位负电荷 ③相对质量为一个质子(中子)的 1
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2．基本关系 核外电子数 (1)质子数＝核电荷数 ＝___________ 质子数 中子数 (2)质量数＝_______＋_______。
3.元素、核素、同位素 如图表示元素、核素、同位素之间的关系
C.关闭分液漏斗活塞
D.停止加热，充分冷却
(2)(2010·山东高考·T30·节选)实验室制备、收集干燥的 SO2，所需仪器如下。
装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→
→
→
→
→f。装置D的作用是
。
，装置E中NaOH
溶液的作用是
【精讲精析】
1.解题关键点
(1)熟练掌握基本仪器的使用原理、技巧，熟悉一套完整的实 验制备装置的组成及一般连接顺序。 一般顺序为“发生装置”→“净化装置”→“收集(或性质验 证)装置” →“尾气吸收装置”。
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
同位素 对象 同素异形体 单质 同系物 有机化合物 同分异构体
原子
无机、有机化合物
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
【解题指南】解答本题时应注意以下三个突破口：
(1)地壳中含量最丰富的金属元素；
(2)制备高效电池的材料； (3)短周期中最外层电子数是内层电子数2倍的元素是碳，结 合原子序数的关系推出Z。
【解析】选A。
选 项
具 体 分 析
X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，推 出X为C元素，又因为W比X原子序数小且元素W
1.所有的原子中都含有质子和中子。( × ) 【分析】11H原子中不含有中子。 2.原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，该规律对任何微 粒都成立。( × ) 【分析】原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，只适用于 原子，对于阴、阳离子不适用。 3.质子数相同的微粒不一定都属于同一种元素。( √ ) 【分析】质子数相同的原子才属于同一种元素，如Na＋与NH4＋
结 论
A
是制备一种高效电池的重要材料，推出W为 Li， LiCl中Li+最外层只有2个电子，不满足8 电子的稳定结构。
错误
B
碳元素与氢元素可以形成C2H2、C6H6等多种物
质。
正确
选 项
具 体 分 析 地壳中含量最丰富的金属元素为铝元素，单质
结 论
C
铝与氢氧化钠溶液或者盐酸反应均有氢气生成。 正确
(1)图中：A表示 元素 ；B表示 核素 ；C表示 同位素 。 (2)①1H、2H、3H三种微粒都属于 氢元素 ，因为它们是具有 相同 核电荷数(质子数) 的同一类原子。 ②在11H、21H、31H、126C、136C、146C、147N、157N中，核素、元 素的种数分别为 8种 、 3种 。 ③126C、136C、146C的关系为 互为同位素 ，因为它们是具有 相同的质子数和不同的中子数的 _______________________________同一元素的不同原子。
(3)第ⅠA族元素不都是碱金属元素。
【拓展延伸】 1.其他常见等电子体
2e－微粒：He、Li＋、Be2＋、H－
2.常见的10e－微粒与10e－微粒反应生成10e－微粒的反应： NH4 ＋＋OH－ ==== H2O＋NH3↑ H3O＋＋OH－====2H2O
△
【典例2】(2011·新课标全国卷)短周期元素W、X、Y和Z的原
(2)结合试剂仔细分析题中提供的各个装置的用途及其使用注 意事项。 如题(1)中用氢氧化钠溶液可以除去HCl、用浓硫酸可以干燥 H2, 最后连接干燥管可以防止空气中的水蒸气进入H2与Ca反
应的装置；题(2)中用浓硫酸可以干燥SO2，SO2有毒，需要进
行尾气处理。
2.解题疑惑点 (1)制备氢化钙的原理和注意事项 根据题目信息，制备氢化钙首先要制备H2，根据题目提供的
Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍且原
D 子序数大于铝的短周期元素，可以推出Z为硫 元素，可以和碳元素组成共价化合物CS2。 正确
【技巧点拨】由元素及其化合物的性质推断元素种类 (1)单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢 的质量分数最高的元素：C (2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元 素：N (3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物 在通常情况下呈液态的元素：O
(4)最外层电子数是内层电子数一半的原子：Li、P
(5)最外层电子数是次外层电子数一半的原子：Li、Si
(6)最外层电子数与电子层数相等的原子：H、Be、Al (7)内层电子数等于最外层电子数的原子：Be。
【高考警示钟】(1)短周期与前20号元素的内容是不同的，短
周期只包含1～18号，而前20号元素还比短周期多了K、Ca两 种元素。要注意题中的表达。 (2)在10e-和18e-微粒中，要综合考虑，除无机分子外，还要 考虑有机分子，如10e-的CH4，18e-的C2H6等。
装置可知制备的H2中会混有水蒸气和氯化氢；钙是极活泼的
金属，极易与水反应生成氢氧化钙和H2，所以在H2与钙化合之 前必须进行除杂和干燥，可以用氢氧化钠溶液除去HCl、用浓
硫酸除去H2O(g),并且要注意二者的顺序和洗气瓶中导管“长
进短出”；另外还要防止空气中的水蒸气进入H2与Ca反应的 装置，即最后还需要连接干燥管。