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(共38张PPT)
2025年高考化学考向分析
原子结构及核外电子排布
原子结构 核素 同位素
1.（2021天津）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘 是核聚
变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是( )
B
A.的中子数为2 B. 的核电荷数为1
C.是自然界中最轻的原子 D. 是氢元素的一种同素异形体
【解析】 中子数质量数-质子数，的中子数为 。
的质子数为1，质子数 核电荷数，则核电荷数为1。
自然界中最轻的原子是（质量数为1），不是 （质量数为2）。
是氢元素的一种同位素而不是同素异形体。（【提醒】同位素的研究对象是核
素（具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子），同素异形体的研究对象是单质）
2.（2023吉林测试）116号元素为， 原子的核外最外层电子数是6，下列说法错误的
是( )
B
A.是第七周期第族元素 B. 的同位素原子具有不同的电子数
C.在同族元素中非金属性最弱 D.中子数为177的核素符号是
【解析】 号元素是第七周期第 族元素。
的同位素原子具有相同的电子数，不同的中子数。
同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，所以 在同族元素中非金属性最弱。
中子数为177的核素，其质量数为，符号是 。
3.（2023山东潍坊测试）地壳中铀的平均含量约为 ，在铀元素中，用作核燃料的
只占，通过铀浓缩可提高铀元素中 的含量。下列关于铀元素的说法正
确的是( )
A
A.与 互为同位素
B.可利用与 化学性质的不同将二者分离
C.铀在核发电过程中发生化学变化
D.铀是锕系元素，属于主族元素
【解析】 与 两种原子的质子数相同、中子数不同，互为同位素。
同位素原子的化学性质几乎相同，应利用物理性质（如两原子质量不同）将
和 进行分离。
核发电的工作原理是利用 原子等发生核裂变，属于核变化，化学变化中的最小
微粒是原子。
铀是锕系元素，位于元素周期表第七周期第ⅢB族，属于副族元素。
4.（2022山东）、 的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在。人工合成反应如
下：； 。下列说法正确的是( )
B
A. 的中子数为2
B.、 互为同位素
C.、 可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在、 分子是因其化学键不稳定
【解析】 根据质子数守恒、质量数守恒，为、为 。
为，中子数质量数-质子数，即 。
为、为，和的质子数相同（都是2），但中子数不同（ 的中子数为
4、的中子数为2），因此、 互为同位素。
由题目信息可知，、 的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，即不能较
长时间被科学家所观测与追踪，因此不适宜用作示踪原子研究化学反应历程。
由题目信息可知，、 的半衰期很短，很容易衰变成其他稳定原子，因此自
然界不存在、 分子是因为原子“核”不稳定。
5.（2023山西忻州联考）我国科学家成功合成出新核素 ，熔合反应为
。下列叙述正确的是( )
C
A.和 的物理性质完全相同
B.上述熔合反应为氧化还原反应
C.上述熔合反应中、
D. 核内中子数和质子数之差为47
【解析】 的两种核素中质子数相等，中子数不同，互为同位素，物理性质不完
全相同。
该熔合反应的原子核发生了改变，不属于化学变化，更不属于氧化还原反应。
由质子数守恒可得，解得 ；由质量数守恒可得
，解得 。
的中子数为， 。
6.（2020全国Ⅰ）1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用 粒子（即氦核 ）轰击金属
原子，得到核素，开创了人造放射性核素的先河： 。其
中元素、 的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
B
A.的相对原子质量为26 B.、 均可形成三氯化物
C.的原子半径小于的 D. 仅有一种含氧酸
【解析】 由质量数守恒可知，元素的质量数（即）为27。设的最外层电子数为 ，
结合题给信息可知，，解得，又为金属原子，可得，结合
的质量数为27，则为、为 。
为 ，相对原子质量为27。
可形成、可形成，因此、 均可形成三氯化物。
和位于同一周期，同周期元素原子，原子序数越大原子半径越小，因此 的原
子半径大于 的。
的含氧酸有、、 等，不只有一种含氧酸。
原子核外电子排布及其原理
题型1 电子排布式和电子排布图的书写
7.（1） （2023全国乙）基态 原子的价电子排布式为________。
（2） （2023北京）基态 原子价层电子排布式是________。
（3） （2022海南）基态钾原子价层电子轨道表示式为 。( )
（4） （2022北京） 价层电子排布式为_____。
（5） （2022山东）基态 原子的价电子排布式为________，在元素周期表中位置为
______________。
（6） （2022广东）与 同族，基态硒原子价电子排布式为________。
第四周期族
（7） （2022全国甲）基态 原子的价电子排布图（轨道表示式）为_ _________。
（8） （2021海南）基态锰原子的价层电子排布式为________。
（9） （2020全国Ⅱ）基态 原子的核外电子排布式为_____________________________
__________。
（或）
（10） （陌生概念）（2023四川成都三模节选）
① 经测定滕氏蓝与普鲁士蓝晶体结构相同，测定晶体结构的手段是_______________；
深蓝色是（Ⅱ）和 （Ⅲ）之间价电子转移的结果，这些电子是____能级电子。
② 将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，
下列物质中，属于顺磁性物质的是_____（填标号）。
射线衍射实验
BD
A. B. C. D.
【解析】 （1）为26号元素，基态原子的核外电子排布式为 ，价电子排
布式为。（2）为16号元素，基态原子的核外电子排布式为 ，
价层电子排布式为。（3）基态钾原子的价层电子排布式为 ，其价层电子轨道
表示式为 ，错误。（4）基态铁原子的核外电子排布式为， 的核外电
子排布式为，则的价电子排布式为。（5）是28号元素，故基态 原
子的核外电子排布式为，其价电子排布式为； 在元素周期表中位于
第4横行第10纵列，即位于第四周期 族。（6）主族元素基态原子的价电子排布式，可
以通过元素在元素周期表中的周期与主族序数写出来。位于第三周期 族，其基态
原子价电子排布式为，位于第四周期 族，其基态原子价电子排布式为
。（7）原子核外有9个电子，基态原子的电子排布式为 ，则其价电
子排布图为 。
（8）基态原子核外电子数为25，其电子排布式为 ，则价层
电子排布式为。（9）基态 原子核外电子数为22，其核外电子排布式为
或。（10）①可以通过 射线衍射实验测定晶体结
构。（Ⅱ）的价电子排布式为；（Ⅲ）的价电子排布式为。（Ⅱ）和
（Ⅲ）之间转移的是能级电子。②中的价电子排布式为 ，没有
未成对电子，A项不符合题意;中的价电子排布式为 ，有未成对
电子，B项符合题意;中的价电子排布式为 ，没有未成对电子，
C项不符合题意;中的价电子排布式为 ，有未成对电子，D项符
合题意。
题型2 原子核外未成对电子数判断
8.（1） （2022海南）基态 原子的电子排布式为___________，其中未成对电子有___个。
（2） （2020全国Ⅰ）基态与 离子中未成对的电子数之比为_____。
（3） 元素与 中，基态原子核外未成对电子数较多的是____。
（4） 基态 原子有___个未成对电子。
（5） 镍元素基态原子的 能级上的未成对电子数为___。
2
2
2
【解析】 （1）基态原子核外有8个电子，其电子排布式为 ,其价电子轨道表
示式为 ，
因此基态原子有2个未成对电子。（2）基态 的价层电子轨道表示式为 ，
有4个未成对电子；基态 的价层电子轨道表示式为 ，
有5个未成对电子，因此基态与中未成对的电子数之比为。（3）基态 原
子的价电子轨道表示式为 ，
未成对电子数为5；基态 原子的价电子轨道表示式为 ，
未成对电子数为2，因此元素与中基态原子核外未成对电子数较多的是 。（4）
与C、 同族，位于元素周期表中第四周期ⅣA族，其基态价电子轨道表示式
为 ，有2个未成对电子。（5）基态镍原子核外电子数为28，其电子排布式为
，价电子轨道表示式为 ， 能级上的未成对电子数为2。
题型3 电子云轮廓图和电子运动状态的判断
9.（1） （2022河北）基态 原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_________
_____。
（2） （2021山东）基态 原子核外电子的运动状态有___种。
（或）
9
（3） （2021河北）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用
表示，与之相反的用 表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电
子自旋磁量子数的代数和为_________。
或
（4） （2023福建厦门二中检测）基态 原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形
状为______。 元素原子中最外层电子有___种空间运动状态。
（5） （2023福建福州联考）基态 原子的核外电子有____种不同的运动状态，___种
不同能级的电子。
球形
4
29
7
【解析】 （1）基态原子的价电子轨道表示式为 ，“ ”与“ ”表示两种不同的
自旋状态，因此两种自旋状态的电子数之比为（或 ）。（2）在同一个原子中，
所有电子的运动状态（电子所处的能层与能级、原子轨道、自旋方向）一定不相同，也
就是说一个原子有个电子，就会有种不同的电子运动状态。基态 原子共有9个核外
电子，其核外电子的运动状态有9种。（3）基态磷原子的价电子轨道表示式
为 ，其中 轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0。根据
洪特规则可知，其轨道的3个电子的自旋状态相同（可以3个都是或3个都是 ），
因此价电子自旋磁量子数的代数和为或。（4）基态 原子核外电子排布式是
，最高能层电子为 ，其电子的电子云轮廓图形状为球形，
元素位于第六周期ⅤA族，其价电子排布式为 ，则原子中最外层电子有4种空
间运动状态。（5）基态 原子的核外有29个电子，每个电子运动状态均不相同，共有
29种不同的运动状态。基态原子核外电子排布式为 ，则有7
种不同能级的电子。
题型4 根据电子排布方式判断能量高低
10.（2023浙江1月选考改编，双选）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：
、、 ，下列有关这些微粒的叙述，正确的
是 ( )
AB
A.微粒半径：
B.电子排布属于基态原子（或离子）的是：①②
C.电离一个电子所需最低能量：
D.得电子能力：
【解析】 由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为 、②
、，可推知①为基态原子、②为基态、③为激发态
原子。
电子层数为4，半径最大；①、②具有相同的电子层数和核电荷数，核外电子数
越多，离子半径越大，半径；由以上分析可知，微粒半径： 。
根据上述分析可知，电子排布属于基态原子（或离子）的是：①②。
、②电离出一个电子所需能量分别表示基态原子的第一电离能 、第二电离
能且；③为激发态 原子，能量高，电离出一个电子所需能量比较小，因此
电离一个电子所需最低能量： 。
和②的核电荷数相同，微粒半径: ，则原子核对最外层电子的吸引力:
，得电子能力: 。
11.（1） （2022全国乙）氟原子激发态的电子排布式有____，其中能量较高的是___。
（填标号）
（2） （2021全国乙）对于基态 原子，下列叙述正确的是_____（填标号）。
AC
A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为
B.电子能量较高，总是在比 电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
【解析】 （1）的原子序数为9，其基态原子的核外电子排布式为。 项中为
（共9个电子，符合氟原子电子数），表示基态氟原子 能级上的1个电子
跃迁到能量较高的能级上，属于氟原子的激发态，正确。项中为 ，原
子核外共10个电子，表示的不是氟原子，错误。项中为 ，原子核外共8个电
子，表示的不是氟原子，错误。项中为 （共9个电子，符合氟原子电子
数），表示基态氟原子能级上的2个电子跃迁到能量较高的 能级上，属于氟原子的
激发态，正确。与相比，由于能级的能量比 能级的能
量高，因此能量较高的是。（2） 原子核外有24个电子，当轨道处于半
充满时体系总能量低（此时价电子轨道表示式为 ）因此能量最低的基态
原子核外电子排布式应为 ，A项正确。
电子能量较高，离原子核外更远的空间出现的概率比电子大，但不能说 电子一定
在比电子离核更远的地方运动，电子也有可能出现在离核较远的空间，同样 电子
也有可能出现在离核较近的空间，B项错误。位于同周期元素的原子，原子序数越大，
即越靠近周期表右侧的原子（除零族元素原子外），电负性越大，对键合电子的吸引力
也越大。钾与铬位于同周期，铬的原子序数大于钾，故铬的电负性比钾高，铬原子对键
合电子的吸引力比钾的大，C项正确。
1.（2022北京）（锶）的、稳定同位素在同一地域土壤中 值不变。
土壤生物中值与土壤中值有效相关。测定土壤生物中 值可
进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A
A. 位于元素周期表中第六周期第ⅡA族
B.可用质谱法区分和
C.和 含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中 值相同
【解析】 和、 同主族，位于元素周期表第五周期ⅡA族。
和 的质量数不同，可用质谱法区分。
的质子数为38，的中子数为，的中子数为 。
对于陌生选项可从题干中找寻相关信息进行判断。
2.（2023山西大同学情调研）科学家以钙离子撞击锎 靶，产生了一种超重元素
，其反应可表示为 。下列说法正确的是( )
B
A.钙离子的电子式为 B.与 的中子数相差25
C.1个与1个的质量之比约为 D.与 互为同素异形体
【解析】 钙离子的电子式为 。
的中子数为，的中子数为 ，二者相差
25。
个的相对质量约为1，1个的相对质量为12，故1个与1个 的质量之比约
为 。
与 为质子数相同、中子数不同的核素，两者互为同位素。
3.（2023湖北新高考协作体联考） 报道了我国学者发明的低压高效电
催化还原的新方法，其反应为 。下列叙述错误的是
( )
D
A.钠原子核外电子有11种运动状态
B.和 形成离子键的过程为
C.与C同主族的价电子排布式为
D.基态 原子价电子的轨道表示式为
【解析】 钠原子核外有11个电子，每个电子的运动状态不同，故有11种运动状态。
钠原子失电子形成钠离子，氯原子得电子形成氯离子，二者通过静电作用，形成
离子键。
为第四周期第ⅣA族元素，价电子排布式为 。
基态原子的价电子排布式为 ，则价电子的轨道表示式为 。
4.（2023上海华师大二附中校考） 是具有重要发展前景的二次电池电极材料。某科
研团队通过研究实现了镁电池 正极材料的稳定储镁。
（1） 铁元素在元素周期表中的位置是________________，
其基态原子核外电子有____种空间运动状态。
第四周期第族
15
（2） 下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是____（填序号）。
②
③ ④
④
（3） 原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用 表示，与之相反的
用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的 原子，其价电子自旋磁量子数的代
数和为_________。
或
【解析】 （1）为26号元素，位于第四周期第族；基态 原子的核外电子排布式为
，则其基态原子核外电子有15种空间运动状态。（2） 表
示激发态，其失去一个电子所需能量低于基态； 为基态 原子，其失去
一个电子变为基态； 表示激发态 原子，其失去一个电子所需能量低于基
态原子； 表示基态，由于的第二电离能高于其第一电离能，故基态
失去一个电子所需能量较高。（3）基态硫原子的价电子排布式为 ，根据题意可
知，其价电子自旋磁量子数的代数和为或 。
5.（2023安徽蚌埠二中测试）按照下列元素基态原子的核外电子排布特征回答问题。
A元素的原子只有一个能层且只含1个电子;B元素原子的 轨道上得到1个电子后不能再
容纳电子;C元素原子的 轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反;D元
素原子的第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子; 元素原子的最外层电子排布式
为；为金属元素且原子核外电子总数和 电子总数相等。
（1） 写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式:____________________
_________________________________（至少写出5个）。
（2） 写出元素基态原子的核外电子排布式：_________________； 元素基态原子的
核外电子轨道表示式为_ ________________。
、、、、（其他合理答案均可）
（3） 写出用上述元素组成的物质制备A的单质的化学方程式:____________________、
_______________________________________________（至少写出2个）。
（4） 检验某溶液中是否含有,可通过______试验来实现;检验某溶液中是否含有 ,
通常所用的试剂是____________和________。
（其他合理答案均可）
焰色
溶液
稀硝酸
【解析】 A元素的原子只有一个能层且只含1个电子，故A为;B元素原子的 轨道上
得到1个电子后不能再容纳电子,所以B为；C元素原子的 轨道上有1个电子的自旋方
向与其他电子的自旋方向相反，所以C为 ;D元素原子的第三能层上有8个电子，第四能
层上只有1个电子，所以D为;元素原子的最外层电子排布式为，所以为;
为金属元素且原子核外电子总数和电子总数相等,则为 。
（1）由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式为、、 、
、等。（3）利用上述元素组成的物质制备 的化学方程式有
、 等。（4）检验某溶液中是否含有
，可以通过焰色试验来实现；检验某溶液中是否含有，通常使用的试剂是
溶液和稀硝酸。
谢谢
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