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第19讲　原子结构　核外电子排布原理 班级 姓名
考点一　原子结构　核素　同位素
1．原子构成
2．元素、核素、同位素
天然存在同一元素的各核素所占原子百分数一般不变。
常见的重要核素及其应用
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考 古断代 制氢弹 示踪 原子
【对点训练1】10e－、18e－微粒判断
已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图转化关系。
(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒，请写出：
A的化学式：__________；D的化学式：___________________。
(2)如果A和C是18电子的微粒，B和D是10电子的微粒，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式：________________________________________________。
【归纳总结】(1)“10电子”微粒 (2)“18电子”微粒
考点二　构造原理　核外电子排布表示方法
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)：核外电子按能量不同分成能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次增大。
(2)能级：同一能层电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f表示。
(3)电子云与原子轨道：核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。
原子轨道 轨道形状 轨道个数 能量关系
s 球形 1 ①同一能层各能级能量顺序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) ②形状相同的原子轨道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)…… ③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如p能级三个互相垂直的轨道npx、npy、npz的能量相同
p 哑铃形 3
d 5
f 7
2.基态原子的核外电子排布
注意　当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。
【对点训练2】
(1)与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有________(填元素符号)。
(2)基态Fe3＋的M层电子排布式为________，基态铝原子核外自旋平行的电子最多有__________个，与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为____________，基态磷原子的核外电子运动状态共有________种，其价电子排布式为____________。
(3)基态Ge原子有__________个未成对电子。
【真题演练】
1．(2021·北京，2)下列有关放射性核素氚(H)的表述不正确的是
A．H原子核外电子数为1 B．H原子核内中子数为3
C．H2与H2化学性质基本相同 D．H2O具有放射性
2．(2021·河北，5)用中子轰击X原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为X＋n→Y＋He。已知元素Y在化合物中呈＋1价。下列说法正确的是
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液 B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物 D．6Y和7Y互为同素异形体
3．(2020·全国卷Ⅰ，11)1934年约里奥·居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子X，得到核素Y，开创了人造放射性核素的先河：X＋He―→Y＋n。其中X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是
A．X的相对原子质量为26 B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的 D．Y仅有一种含氧酸
4．(2021·辽宁，2)下列化学用语使用正确的是
A．基态C原子价电子排布图： B．Cl－结构示意图：
C．KCl形成过程： D．质量数为2的氢核素：H
5．(2020·山东等级模拟考，4)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不可能是
A．3p64s1 B．4s1 C．3d54s1 D．3d104s1
6．[2018·全国卷Ⅰ，35(1)]下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____(填字母)。
A． B．
C． D．
7．电子排布式和电子排布图的书写。
(1)[2020·全国卷Ⅱ，35(1)]基态Ti原子的核外电子排布式为________。
(2)[2019·全国卷Ⅱ，35(2)]Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
(3)[2019·全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是__________(填字母)。
A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]
(4)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________________________。
(5)[2021·天津，13(1)]基态Fe原子的价层电子排布式为______________。
8．原子核外未成对电子数的判断。
(1)[2020·全国卷Ⅰ，35(1)]基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是______。
(3)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子有______个未成对电子。
(4)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)]镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为________。
9．电子云轮廓图形和电子运动状态的判断。
(1)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)]基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(3)[2021·山东，16(1)]基态F原子核外电子的运动状态，有________种。
【课后限时作业】
1．下列说法正确的是
A．同一原子中3s、3p、3d、4s能量依次升高
B．某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
2．下列有关化学用语正确的是
A．O原子的轨道表示式为 B．氯化钠的分子式：NaCl
C．S2－的结构示意图： D．Ca原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2
3．下列叙述正确的是
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同
4．下列有关电子排布图的表述正确的是
A．可表示单核10电子微粒基态时电子排布
B．违背了泡利原理
C．表示基态N原子的价电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
5．X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布式分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是
A．XYZ2 B．X2YZ3 C．X2YZ2 D．XYZ3
6．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，它与2H原子组成2HmX分子，此分子含N个中子，在a g 2HmX中所含电子的物质的量是
A.(A－N＋m)mol B.(A－N)mol C.(A－N＋m)mol D.(A－N＋2m)mol
7．科学研究表明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是
A．两粒子的1s能级上电子的能量相同 B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同 D．两粒子最外层都达到8电子稳定结构，化学性质相同
8．A、B、C、D、E代表前四周期的五种元素，请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有两个电子，A元素原子的轨道表示式是____________________。
(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的元素符号为____________。
(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__________，其基态原子的价层电子排布式为____________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，其基态原子的简化电子排布式为________________，在元素周期表中的位置是__________。
第19讲　原子结构　核外电子排布原理 参考答案
【对点训练1】(1)NH(或HF)　H2O　(2)H2S＋OH－===HS－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O)
【对点训练2】(1)K、Cu　(2)3s23p63d5　7　4s24p1　 15　3s23p3　(3)2
【真题演练】
1．B 2．A 3．B 4．D 5．A 6．D　C
7．(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
(2)4s　4f5　(3)A
(4)　(5)3d64s2
8．(1)4∶5　(2)Mn　(3)2　(4)2
9．　(1)哑铃　(2)N　球形　(3)9
【课后限时作业】
1．D 2．C 3．C 4．A 5．A 6．D 7．C
8．　(1)
(2)Cl　K
(3)Fe　3d64s2
(4)[Ar]3d104s1　第四周期第ⅠB族
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