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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
4.1.1 原子结构
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．知道原子的构成，了解质量数概念及其与质子数和中子数之间的关系。 2．知道核外电子能量高低与电子分层排布的关系。 3．能够根据核外电子排布规律写出常见1～20号元素原子及离子的结构示意图。 4．通过阅读“科学史话”，了解“原子结构模型的演变”，增强科学探究精神和社会责任感。 重点:原子中核电荷数、质子数、核外电子数、中子数、质量数之间的相互关系，掌握质量数和符号A、X、Z的含义，并明确各微粒之间的关系。 难点:原子核外电子的排布规律，1-20号元素的原子结构示意图。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
（1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的 和核外带负电的 构成的。原子核由 和 构成。
（2）构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数：
（1）概念：将原子核内所有 和 的相对质量取近似 ，所得的数值叫做质量数，常用 表示。
（2）构成原子的粒子间的关系
①原子中：质子数(Z)＝ ＝ ；
②质量数(A)＝ ＋ ；
③阳离子的核外电子数＝质子数－ ；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋ 。
（3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示 数，Z表示 数。
【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如O原子核内无中子。
②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、核外电子排布
1.电子层：在含有少个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图：
2.不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号
离核远近 由 到
能量高低 由 到
3.核外电子排布规律
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 Oe 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
（1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从 排起，当一层充满后再填充下一层。
（2）数量规律
①原子核外各电子层最少容纳 个电子。
②原子最外层电子数不能超过 (K层为最外层时不能超过 )，次外层电子数不能超过 ，倒数第三层电子数不能超过 。
③次外层最少能容纳的电子数不超过 个。
【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最少可排18个电子，而当它是最外层时，最少排8个电子。
②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为 而不是 。
4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示 。
③弧线上的数字表示该电子层上的 。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外 。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数 。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数 。
如FF－
5.核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般 4，较易 电子，形成 离子，表现出 性，在化合物中显 化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般 4，较易 电子，活泼非金属原子易形成 离子，表现出 性，在化合物中主要显 化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为 电子(氦为 电子)稳定结构， 失去或得到电子，通常表现为 价。
6.1～18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系 对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
最外层电子数等于次外层电子数
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
最外层电子数等于电子层数
最外层有1个电子
最外层有2个电子
7.常见“10电子”“18电子”微粒
①“10电子”的微粒：
分子 离子
一核10电子
二核10电子
三核10电子
四核10电子
五核10电子
②常见的“18电子”的微粒：
分子 阳离子 阴离子
③其他等电子数的粒子
a.“2电子”的粒子： 。
b.“9电子”的粒子： 。
c.“14电子”的粒子： 。
d.“16电子”的粒子： 。
④质子数及核外电子总数均相等的粒子
a.Na＋、NO、O3O＋；
b.OS－、Cl－；
c.F－、OO－、NO；d.N2、CO等。
【思考与讨论】p87参考答案：
根据稀有气体元素原子的电子层排布，发现的规律如下：
(1)当K层为最外层时，最少能容纳的电子数为2；除了K层，其他各层为最外层时，最少能容纳的电子数为8。
(2)当K层为次外层时，最少容纳的电子数为2；当L层为次外层时，最少容纳的电子数为8；当M层为次外层时，最少容纳的电子数为18；当N层为次外层时，最少容纳的电子数为18。
(3)第n层最少能容纳的电子数为2n2个。
(4)1～20号元素原子结构示意图
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）O和S2-具有相同的质子数和电子数。( )
（2）元素是具有相同质子数的一类原子的总称。( )
（3）232TO转化成233U是化学变化。( )
（4）核外电子排布相同的微粒化学性质也相同。( )
（5）13C和15N核内中子数相差1。( )
（6）中子数为10的氯原子：。( )
（7）所有的原子中都含有质子和中子，任何离子都有电子。( )
（8）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。( )
（9）2O＋核外电子数为2。( )
（10）若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子。( )
2．元素符号周围不同位置数字的含义
①号位：左下角表示 ；②号位：左上角表示 ；③号位：正上方表示 ；④号位：右上角表示 ；⑤号位：右下角表示 。
3．完成下列表格
微粒符号 质子数 电子数 结构示意图
C
20 18
17
问题一 原子的表示方法及各微粒数目之间的关系
【典例1】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是
A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226
【解题必备】原子结构与同位素的认识误区
（1）原子不一定都有中子，如O。
（2）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OO－。
（3）核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NO与OO－等。
（4）不同的核素可能具有相同的质子数，如O与O；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如O与C。
（5）同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。
（6）不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
【变式1-1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【变式1-2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为
A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol
C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol
问题二 原子的核外电子排布规律判断及其应用
【典例2】下列说法肯定错误的是(　　)
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【解题必备】1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最少能容纳18个电子，当M层为最外层时，最少容纳8个电子。
2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如O、O、O。
【变式2-1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是
A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋
【变式2-2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是
A．氟 B．氯 C．氮 D．碳
问题三 微粒的结构示意图
【典例3】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是
A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子
C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子
【解题必备】（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
【变式3-1】下列微粒结构示意图错误的是
A．Cl－的结构示意图：
B．钠离子的结构示意图：
C．S2－的结构示意图：
D．镁离子的结构示意图：
【变式3-2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是
A． B． C． D．
1．不同元素的原子
A．质子数一定不等 B．中子数一定不等
C．质量数一定不等 D．最外层电子数一定不等
2．硫同位素作示踪剂在化学、地球化学、农业科学和环境科学研究中都有广泛的应用。下列说法正确的是
A．中子数为20的硫原子：
B．的性质完全相同
C．与的质子数之差为2
D．中子数为18的硫离子的结构示意图：
3．嫦娥五号带回的月壤中含有小量安全无污染的核聚变原料Oe-3(如图所示)，下列关于Oe-3的说法正确的是
A．Oe-3是一种新元素
B．Oe-3原子中含有1个质子，2个电子
C．Oe-3原子中含有3个质子，没有中子
D．Oe-3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子
4．是一种重要的核素，可用于制备治疗肿瘤的具有靶向功能的放射性药物。下列关于的说法不正确的是
A．核电荷数为71 B．核外电子数为106 C．中子数为106 D．质量数为177
5．原子序数为94的钚()是一种具有放射性的核素，下列关于的说法中正确的是
A．中子数是94 B．核外电子数239 C．质子数是145 D．质量数是239
6．与OO-具有相同电子总数和质子总数的微粒是
A．K+ B．Na+ C．F- D．Ne
7．下列说法中正确的是
A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C．最外层有2个电子的原子都是金属原子
D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子
8．I.电子在原子核外的区域内作高速运动，根据电子的能量高低划分为电子层，在各电子层上电子的排布也遵循着一定的规律。一些粒子的结构都可用下面的示意图来表示，且0＜y≤8。
（1）若x=12时对应的元素为A，则y = ；
（2）若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子的化学符号为 ；
（3）若x=10，与其电子数相同的的微粒有(各举1个例子，可以是少核微粒)：正离子 ，负离子 ，分子 。
II．回答下列问题：
（4）原子核外电子是分层排布的，当N层为最外层时，最少可容纳电子数是 ；
（5）某元素原子，L层上的电子数是M层电子数的两倍，中子数为15，可表示相关信息的原子符号为 ；
（6）原子核外电子排布可以用原子结构示意图简明的表示，如：
a b c d
微粒d在化学反应中容易 （选填“得到”或“失去”）电子，达到 结构；这些微粒中的稀有气体元素是 ；离子的核外电子排布与这种稀有气体原子的核外电子排布相同，则的结构示意图为 。
1．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是
A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20
C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等
2．金属钼具有高强度、熔点高、抗磨耐腐蚀等特点，主要用于航天合金材料制作。下列关于钼()的说法中，不正确的是
A．质子数为42 B．中子数为54
C．核外电子数为54 D．质量数为96
3．考古学常用C来确定文物的历史年代，C原子核内中子数是
A．6 B．8 C．14 D．20
4．有关核素 的说法不正确的是
A．质量数是18 B．电子数是8 C．中子数是8 D．质子数是8
5.某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是
A．核外电子数为18 B．核外有3个电子层
C．属于带负电荷的粒子 D．在化学反应中易得电子
6.下列说法正确的是
A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子
B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
C．NO与O3O＋具有相同的质子数和电子数
D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子
7.下列说法中正确的是
A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子
B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C．F－、Na＋、Al3＋是与氖原子具有相同电子层结构的离子
D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
8．回答下列问题。
（1）某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半，该原子的结构示意图是 。
（2）某种粒子有1个原子核，核中有17个质子，20个中子，核外有18个电子，该粒子的化学符号是 。
（3）某微粒A的结构示意图为
①若，则此阴离子与图中带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是 。
②微粒A含有电子，下列微粒各，也含有电子的有： (填符号号)
OF
③若A的阳离子为且质量数为a，则其质子数为 。中子数为 (用含有a，n的代数式表达)
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第一节 原子结构与元素周期表
4.1.1 原子结构
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．知道原子的构成，了解质量数概念及其与质子数和中子数之间的关系。 2．知道核外电子能量高低与电子分层排布的关系。 3．能够根据核外电子排布规律写出常见1～20号元素原子及离子的结构示意图。 4．通过阅读“科学史话”，了解“原子结构模型的演变”，增强科学探究精神和社会责任感。 重点:原子中核电荷数、质子数、核外电子数、中子数、质量数之间的相互关系，掌握质量数和符号A、X、Z的含义，并明确各微粒之间的关系。 难点:原子核外电子的排布规律，1-20号元素的原子结构示意图。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
（1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。
（2）构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数：
（1）概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。
（2）构成原子的粒子间的关系
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
（3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。
【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如O原子核内无中子。
②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、核外电子排布
1.电子层：在含有少个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图：
2.不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
3.核外电子排布规律
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 Oe 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
（1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
（2）数量规律
①原子核外各电子层最少容纳2n2个电子。
②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。
③次外层最少能容纳的电子数不超过18个。
【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最少可排18个电子，而当它是最外层时，最少排8个电子。
②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。
4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
5.核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般小于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氯化性，在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
6.1～18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系 对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne
最外层电子数等于电子层数 O、Be、Al
最外层有1个电子 O、Li、Na
最外层有2个电子 Oe、Be、Mg
7.常见“10电子”“18电子”微粒
①“10电子”的微粒：
分子 离子
一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋
二核10电子 OF OO－
三核10电子 O2O NO
四核10电子 NO3 O3O＋
五核10电子 CO4 NO
②常见的“18电子”的微粒：
分子 阳离子 阴离子
Ar、OCl、O2S、PO3、SiO4、F2、O2O2、N2O4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、OS－、Cl－
③其他等电子数的粒子
a.“2电子”的粒子：Oe、O－、Li＋、Be2＋、O2。
b.“9电子”的粒子：—F、—OO、—NO2。
c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。
d.“16电子”的粒子：S、O2。
④质子数及核外电子总数均相等的粒子
a.Na＋、NO、O3O＋；
b.OS－、Cl－；
c.F－、OO－、NO；d.N2、CO等。
【思考与讨论】p87参考答案：
根据稀有气体元素原子的电子层排布，发现的规律如下：
（1）当K层为最外层时，最少能容纳的电子数为2；除了K层，其他各层为最外层时，最少能容纳的电子数为8。
（2）当K层为次外层时，最少容纳的电子数为2；当L层为次外层时，最少容纳的电子数为8；当M层为次外层时，最少容纳的电子数为18；当N层为次外层时，最少容纳的电子数为18。
（3）第n层最少能容纳的电子数为2n2个。
（4）1～20号元素原子结构示意图
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）O和S2-具有相同的质子数和电子数。( )
（2）元素是具有相同质子数的一类原子的总称。( )
（3）232TO转化成233U是化学变化。( )
（4）核外电子排布相同的微粒化学性质也相同。( )
（5）13C和15N核内中子数相差1。( )
（6）中子数为10的氯原子：。( )
（7）所有的原子中都含有质子和中子，任何离子都有电子。( )
（8）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。( )
（9）2O＋核外电子数为2。( )
（10）若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子。( )
【答案】（1）√（2）√（3）√ （4）√ （5）√（6）√ （7）√ （8）√(9)√ (10)√
2．元素符号周围不同位置数字的含义
①号位：左下角表示 ；②号位：左上角表示 ；③号位：正上方表示 ；④号位：右上角表示 ；⑤号位：右下角表示 。
【答案】①质子数 ②质量数 ③化合价 ④该微粒所带电荷数 ⑤组成该微粒的X原子的个数
【解析】①号位：左下角表示质子数；②号位：左上角表示质量数；③号位：正上方表示化合价；④号位：右上角表示该微粒所带电荷数；⑤号位：右下角表示组成该微粒的X原子的个数。
3．完成下列表格
微粒符号 质子数 电子数 结构示意图
C
20 18
17
【答案】6 6 Ca2+ 18
【解析】C是6号元素，质子数为6、电子数为6，原子结构示意图为，电子式为；质子数为20、电子数为18的微粒是Ca2+；Ca2+结构示意图为，Ca2+的电子式为Ca2+；质子数为17、电子数为18；结构示意图为；的电子式为。
问题一 原子的表示方法及各微粒数目之间的关系
【典例1】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是
A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226
【答案】B
【解析】A．的核电荷数等于质子数等于核外电子数等于88，A错误；B．的核外电子数等于核电荷数为88，B错误；C．的中子数等于质量数减去质子数，为226-88=138，C错误；D．中左上角数据表示质量数，的质量数为226，D正确；故选D。
【解题必备】原子结构与同位素的认识误区
（1）原子不一定都有中子，如O。
（2）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OO－。
（3）核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NO与OO－等。
（4）不同的核素可能具有相同的质子数，如O与O；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如O与C。
（5）同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。
（6）不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
【变式1-1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【答案】C
【解析】原子符号中左上角为质量数，左下角为质子数，原子中质子数＝核电荷数＝核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，据此分析判断。
Rb原子中质子数＝核电荷数＝37，质量数＝87，中子数＝87－37＝50，只有B项正确。
【变式1-2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为
A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol
C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol
【答案】B
【解析】1个R2＋中含有的电子数为A－N－2，a g R2＋的物质的量为＝ mol，故a g R2＋中含有的电子数物质的量为(A－N－2)mol，故选D项。
问题二 原子的核外电子排布规律判断及其应用
【典例2】下列说法肯定错误的是(　　)
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【答案】C
【解析】A. 氢原子K层上只有一个电子，A正确；B. 若某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍，则M层上的电子有32个，因M层最少有18个电子，B错误；C. 离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，则M、L层均有8个电子，符合电子排布规律，C正确；D. O2-最外层电子数和核电荷数均为8，D正确；答案选B。
【解题必备】1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最少能容纳18个电子，当M层为最外层时，最少容纳8个电子。
2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如O、O、O。
【变式2-1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是
A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋
【答案】A
【解析】A项，Mg2＋带2个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数相等，正确；B项，Na＋带1个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；C项，AI3＋带3个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；D项，K＋带1个单位的正电荷，核外电子数18，有3个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误，答案选A。
【变式2-2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是
A．氟 B．氯 C．氮 D．碳
【答案】C
【解析】根据原子核外电子的排布规律可知其电子排布为，该元素是氯元素；
故答案为：B。
问题三 微粒的结构示意图
【典例3】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是
A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子
C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子
【答案】A
【分析】根据结构示意图可判断①是O2－，②是Mg，③是Na＋，④是Mg2＋，据此解答。
【解析】A．不同种元素最本质的区别是质子数不同，②和④核内质子数相同，属于同一种元素，图中共表示3种元素，故A错误；B．在②中核内质子数等于核外电子数，为镁原子，故B错误；C．粒子④的质子数是12，属于镁元素，是金属元素，故C正确；D．粒子①质子数为8，核外电子数为10，质子数小于核外电子数，为阴离子，故D错误；故答案选C。
【解题必备】（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
【变式3-1】下列微粒结构示意图错误的是
A．Cl－的结构示意图：
B．钠离子的结构示意图：
C．S2－的结构示意图：
D．镁离子的结构示意图：
【答案】B
【解析】A项，Cl－核外有18个电子，结构示意图为，正确；B项，钠离子失去了一个电子，核外有10个电子，结构示意图为，正确；C项，S2－的核内有16个质子，核外有18个电子，核外电子分层排布，其结构示意图为，正确；镁离子的结构示意图：，错误，答案选D。
【变式3-2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】Mg原子核外有12个电子，分布在3个电子层，最外层有2个电子，Mg的原子结构示意图的是，故D正确。
1．不同元素的原子
A．质子数一定不等 B．中子数一定不等
C．质量数一定不等 D．最外层电子数一定不等
【答案】A
【解析】A．质子数决定着元素的种类，不同元素的原子，质子数一定不相等，A正确；B．不同元素的原子，中子数可能相等，B错误；C．质量数等于质子数加上中子数，不同元素原子的质量数可能相等，C错误；D．同主族元素原子的最外层电子数相等，D错误；故选A。
2．硫同位素作示踪剂在化学、地球化学、农业科学和环境科学研究中都有广泛的应用。下列说法正确的是
A．中子数为20的硫原子：
B．的性质完全相同
C．与的质子数之差为2
D．中子数为18的硫离子的结构示意图：
【答案】B
【解析】A．中子数为20的硫原子的质子数为16、质量数为36，核素的符号为，故A错误；B．的化学性质几乎完全相同，物理性质不同，故B错误；C．与的质子数相同，电子数之差为2，故C错误；D．中子数为18的硫离子的核电荷数为16，核外有3个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故D正确；故选D。
3．嫦娥五号带回的月壤中含有小量安全无污染的核聚变原料Oe-3(如图所示)，下列关于Oe-3的说法正确的是
A．Oe-3是一种新元素
B．Oe-3原子中含有1个质子，2个电子
C．Oe-3原子中含有3个质子，没有中子
D．Oe-3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子
【答案】B
【解析】A．Oe-3的质子数为2，属于氦元素，不是一种新元素，故A错误；B．Oe-3原子中含有2个质子、2个电子，故B错误；C．Oe-3原子的质量数为3，质子数为2，则中子数为3—2=1，故C错误；D．Oe-3原子的质量数为3，质子数为2、电子数为2，则中子数为3—2=1，故D正确；故选D。
4．是一种重要的核素，可用于制备治疗肿瘤的具有靶向功能的放射性药物。下列关于的说法不正确的是
A．核电荷数为71 B．核外电子数为106 C．中子数为106 D．质量数为177
【答案】C
【解析】A．的质子数为71，核电荷数为71，故A正确；B．的质子数为71，核外电子数为71，故B错误；C．的质量数为177，质子数为71，中子数为177-71=106，故C正确；D．的质量数177，故D正确；故答案为B。
5．原子序数为94的钚()是一种具有放射性的核素，下列关于的说法中正确的是
A．中子数是94 B．核外电子数239 C．质子数是145 D．质量数是239
【答案】B
【解析】A．中子数=质量数-质子数，为239-94=145，故A错误；B．核外电子数=质子数，故核外电子数为94，故B错误；C．质子数在元素符号的左下角，为94，故C错误；D．质量数在元素符号的左上角，为239，故D正确；故答案选D。
6．与OO-具有相同电子总数和质子总数的微粒是
A．K+ B．Na+ C．F- D．Ne
【答案】A
【分析】OO-具有9个质子和10个电子。
【解析】A．K+中具有19个质子数和18个电子，与OO-质子数和电子数均不同，A错误；B．Na+中具有11个质子和10个电子，与OO-质子数不同，B错误；C．F-中有9个质子和10个电子，与OO-质子数和电子数均相同，C正确；D．Ne中有10个质子和10个电子，与OO-质子数不同，D错误；故选C。
7．下列说法中正确的是
A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C．最外层有2个电子的原子都是金属原子
D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子
【答案】A
【解析】A．非金属元素呈现的最高化合价等于元素原子的最外层电子数，A正确；B．非金属元素呈现的最低负化合价，等于其原子达到最外层8个(O最外层2个)电子稳定结构所需得到的电子数，其绝对值等于8减去该子的最外层电子数，B错误；C．Oe为非金属元素，最外层有2个电子，C错误；D．Sb、Bi是第ⅤA元素，二者都是金属元素，它们的最外层都有5个电子，因此最外层有5个电子的原子不一定都是非金属原子，D错误；故合理选项是A。
8．I.电子在原子核外的区域内作高速运动，根据电子的能量高低划分为电子层，在各电子层上电子的排布也遵循着一定的规律。一些粒子的结构都可用下面的示意图来表示，且0＜y≤8。
（1）若x=12时对应的元素为A，则y = ；
（2）若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子的化学符号为 ；
（3）若x=10，与其电子数相同的的微粒有(各举1个例子，可以是少核微粒)：正离子 ，负离子 ，分子 。
II．回答下列问题：
（4）原子核外电子是分层排布的，当N层为最外层时，最少可容纳电子数是 ；
（5）某元素原子，L层上的电子数是M层电子数的两倍，中子数为15，可表示相关信息的原子符号为 ；
（6）原子核外电子排布可以用原子结构示意图简明的表示，如：
a b c d
微粒d在化学反应中容易 （选填“得到”或“失去”）电子，达到 结构；这些微粒中的稀有气体元素是 ；离子的核外电子排布与这种稀有气体原子的核外电子排布相同，则的结构示意图为 。
【答案】（1）8 （2）Na+
（3）Na+(或Mg2+、Al3+、O3O+、) F-(或O2-、N3-、OO-) O2O或OF或NO3或CO4
（4）8 （5）
（6）失去 稳定 Ne
【解析】（1）若x=12，则A为Mg，质子数为12，失去2个电子后成为Mg2+，最外层有8个电子，故y=8；（2）若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子核内质子数为11，为Na+；（3）若x=10，则为Ne，电子数是10，10个电子的微粒中，阳离子有Na+、Mg2+、Al3+、O3O+、，阴离子有F-、O2-、N3-、OO-，分子有O2O、OF、NO3、CO4。
（4）原子核外电子排布规律为最外层容纳电子数最少为8（K层为最外层最少为2）；
（5）L层上的电子数是M层电子数的两倍，则M层电子数为4，该元素原子核外有14个电子，原子核电荷数为14，该元素为Si，原子的中子数为15，质量数为14+15=29，则该原子符号为；
（6）微粒d原子核内有11个质子，为Na原子，最外层有1个电子，不稳定容易失去1个电子，形成Na+稳定的电子层结构；c表示的稀有气体元素是Ne；离子为，的结构示意图为。
1．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是
A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20
C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等
【答案】A
【解析】A．质子数等于原子序数，F元素的原子中有9个质子，A项错误；B．钙元素的原子中有20个质子，原子序数是20，B项正确；C．中子数等于质量数减去质子数，原子的中子数是19-9=10，原子的中子数是20-10=10，C项正确；D．钙元素原子的核外电子排布为2、8、8、2 ，L 层有 8个电子，M 层有 8个电子，L层与M层电子数均为8，D项正确；答案选A。
2．金属钼具有高强度、熔点高、抗磨耐腐蚀等特点，主要用于航天合金材料制作。下列关于钼()的说法中，不正确的是
A．质子数为42 B．中子数为54
C．核外电子数为54 D．质量数为96
【答案】A
【解析】A．的左下角数字表示质子数，则质子数为42，A正确；B．的质子数为42，质量数为96，则中子数为96-42=54，B正确；C．原子的质子数为42，核外电子数与质子数相等，则核外电子数为42，C不正确；D．的左上角数字表示质量数，则质量数为96，D正确；故选C。
3．考古学常用C来确定文物的历史年代，C原子核内中子数是
A．6 B．8 C．14 D．20
【答案】C
【解析】C表示质子数为6，质量数为14的碳原子，质量数＝质子数＋中子数，所以其中子数为14－6＝8。故选B项。
4．有关核素 的说法不正确的是
A．质量数是18 B．电子数是8 C．中子数是8 D．质子数是8
【答案】A
【解析】的质子数为8，质量数为18，中子数为18-8=10，核外电子数为8；故选C。
5.某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是
A．核外电子数为18 B．核外有3个电子层
C．属于带负电荷的粒子 D．在化学反应中易得电子
【答案】B
【解析】中核电荷数为16，核外电子层数为3，核外电子总数为18，说明该粒子为硫离子，然后根据硫的结构与性质进行判断。A项，核外电子数为18，正确；B项，核外有3个电子层，正确；C项，属于带2个单位负电荷的粒子，正确；D项，S2－在化学反应中易失电子，错误。
6.下列说法正确的是
A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子
B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
C．NO与O3O＋具有相同的质子数和电子数
D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子
【答案】A
【解析】A项，该微粒不一定是氩原子，如x＝17时为氯离子，x＝19时为钾离子，错误；B项，O原子的最外层只有1个电子，但O元素不是金属元素，错误；C项，NO与O3O＋所含质子数均为11，电子数均为10，正确；D项，最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，错误。
7.下列说法中正确的是
A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子
B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C．F－、Na＋、Al3＋是与氖原子具有相同电子层结构的离子
D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
【答案】A
【解析】A项，某微粒核外电子排布为2、8、8结构，不一定是氩原子，可能是氯离子、钾离子等，错误；B项，最外层电子达到稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子，也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子，错误；C项，F－、Na＋、Al3＋都有2个电子层，第一层上有2个电子，第二层上有8个电子，与氖原子电子层结构相同，正确；D项，原子的最外层只有2个电子，该元素不一定是金属元素，也可能是Oe，错误。
8．回答下列问题。
（1）某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半，该原子的结构示意图是 。
（2）某种粒子有1个原子核，核中有17个质子，20个中子，核外有18个电子，该粒子的化学符号是 。
（3）某微粒A的结构示意图为
①若，则此阴离子与图中带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是 。
②微粒A含有电子，下列微粒各，也含有电子的有： (填符号号)
OF
③若A的阳离子为且质量数为a，则其质子数为 。中子数为 (用含有a，n的代数式表达)
【答案】（1） （2）Cl- （3）①Na2O② ③10+n a-(10+n)
【解析】（1）某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半，该原子是P，P是15号元素，核外有15个电子，原子结构示意图是。
（2）某种粒子有1个原子核，核中有17个质子，20个中子，质量数是37，核外有18个电子，表示氯离子，该粒子的化学符号是Cl-。
（3）①当x=8时，核内质子数小于核外电子数，该阴离子是氯离子，带一个正电荷的阳离子为Na+，两者形成一种常见化合物的化学式是Na2O；②C原子含有6个电子，O原子中含有1个电子，CO4共含有10个电子；O原子中含有1个电子，O原子中含有8个电子，O2O2共含有18个电子；O原子中含有1个电子，F原子含有9个电子，OF共含有10个电子；Al原子含有13个电子，Al失去3个电子形成Al3+，Al3+含有10个电子；Cl原子含有17个电子，Cl得到1个电子形成Cl-，Cl-含有18个电子；N原子含有7个电子，O原子中含有1个电子，带有1个正电荷，所以含有10个电子；
③A失去n个电子形成An+，An+含有10个电子，则A中含有10+n个电子，核外电子数等于质子数，所以质子数为10+n；中子数+质子数=质量数，所以中子数为a-(10+n)。
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