资源简介

(共36张PPT)
专题 原子结构与核外电子排布
考情分析
高考命题分析
命 题 情 境 (1)日常生活情境:从抗癌药物、血红蛋白、手性药物等选材,要求考生利用相关概念和原理解释生活中的化学现象,激发学习化学的兴趣。
(2)生产环保情境:从催化剂、超导材料、纳米材料等选材,设置特定的命题情境,考查考生解决问题的能力。
(3)学术探索情境:从诺贝尔化学奖、配合物、手性药物、储氢材料、光电材料等选材,开拓考生的学科视野,锤炼考生的学术思维,提高考生的创新能力。
素 养 能 力 (1)理解与辨析能力:理解原子核外电子排布规律、第一电离能、电负性等,辨识模型、图表等信息,解决相关化学问题。
(2)分析与推测能力:运用价层电子对互斥模型推测分子(或离子)的空间结构;根据中心原子价层电子对数(或物质结构),推测杂化方式。
(3)思维方法:能利用分类和比较的方法研究物质的结构,基于价层电子对互斥模型、杂化轨道模型、晶体结构模型等阐释物质结构,类比推测(或比较)物质的性质。
考题统计
原子结构与核外电子排布:
湖北卷(2023),湖南卷(2023、2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),山东卷(2022、2021、2020),辽宁卷(2023、2022、2021),海南卷(2022、2021),江苏卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),北京卷(2023)
聚焦核心要点
要点1原子结构、核素和同位素
课标指引:1.了解原子核外电子的排布,能画出1~20号元素的原子结构示意图。　2.知道元素、核素和同位素的含义。
1.明确微粒间三个“数量”关系
(1)原子:核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
(2)阴离子:核外电子数=质子数+所带的电荷数
(3)阳离子:核外电子数=质子数-所带的电荷数
微点拨
阴、阳离子电子层结构相同时,阴离子对应元素处于上一周期,阳离子对应元素处于下一周期。
2.核素和同位素
3.能层与能级的能量关系模型
要点2核外电子排布的规律
课标指引:1.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。　2.了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理(也称泡利不相容原理)和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
1.明确基态原子核外电子排布的四种方法
表示方法 举例
电子排布式 Cu:1s22s22p63s23p63d104s1;
Cu2+:1s22s22p63s23p63d9
简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1;Cu2+:[Ar]3d9
价层电子排布式 Cu:3d104s1;Cu2+:3d9
轨道表示式 (或电子排布图) Cu:
Cu2+:
2.牢记基态原子(离子)核外电子排布的“三原则”
精研核心命题
命题点1核素和同位素
B
变式演练(2023·北京房山区一模)在考古研究中,通过分析铜器中82Pb(铅)同位素的比值可以推断铜器是否同源。下列说法不正确的是(　　)
A.Pb是第五周期元素
B.204Pb含有中子数为122
C.可用质谱法区分204Pb和206Pb
D.Pb的原子半径比Ge大
A
解析 Pb是82号元素,属于第六周期元素,A错误;Pb元素的质子数为82,则204Pb含有的中子数204-82=122,B正确;质谱的作用是准确测定物质的相对分子质量,204Pb和206Pb的质量数不同,故可以用质谱法区分,C正确;Pb和Ge是同主族元素,Pb是第六周期元素,Ge是第四周期元素,则Pb的原子半径比Ge大,D正确。
命题点2基态原子(离子)核外电子排布及表示
典例2　(1)(2023·全国乙卷,35节选)基态Fe原子的价层电子排布式为　　　　　　。
(2)(2023·北京卷,15节选)基态S原子价层电子排布式是　　　　　　。
(3)(2023·浙江6月选考卷,17节选)基态N原子的价层电子排布式是　　　　　　。
(4)(2022·广东卷,20节选)Se与S同族,基态硒原子价层电子排布式为　　　　　　　　　　　。
3d64s2
3s23p4
2s22p3　
4s24p4
(5)(2022·海南卷,19节选)基态O原子的电子排布式为　　　　　　　　　,其中未成对电子有　　　　个。
1s22s22p4　
2
(6)(2022·全国甲卷,35节选)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为
　　　 　　。
变式演练(1)(2021·湖南卷,18节选)基态硅原子最外层的电子排布图(轨道表示式)为　　 　　　。
(2)(2021·海南卷,19节选)基态锰原子的价层电子排布式为　　　　　。
(3)(2021·福建卷,14节选)基态碳原子的成对电子数与未成对电子数之比为　　　　　。
3d54s2
2∶1
命题点3核外电子运动状态及能量比较
典例3　(1)(2022·河北卷,17节选)基态S原子的价层电子中,两种自旋状态的电子数之比为　　　 　　。
(2)(2022·全国乙卷,35节选)氟原子激发态的电子排布式有　　　　　,其中能量较高的是　　　　　(填字母)。
a.1s22s22p43s1
b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5
d.1s22s22p33p2
2∶1(或1∶2)　
ad
d
解析 (1)基态S原子的价层电子轨道表示式为 ,两种自旋状态的电子数分别为2和4,故其数目之比为1∶2或2∶1。
(2)基态F原子核外有9个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p5,电子排布不同于基态F原子的都是激发态原子,故属于激发态的有a和d;由于3p能级的能量高于3 s能级,故能量较高的是d。1s22s22p43d2和1s22s12p5都不能表示氟原子。
变式演练(1)(2021·山东卷,16节选)基态F原子核外电子的运动状态有
　　种。
(2)(2021·河北卷,17节选)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,其价层电子自旋磁量子数的代数和为　　　。
9
【思维建模】
判断原子核外电子的运动状态和空间运动状态种类的方法
(1)核外电子的运动状态种类=原子核外电子的总数。描述原子核外电子运动状态有4个参数:能层、能级、原子轨道和自旋状态,因此同一原子核外各电子的运动状态均不相同。
(2)核外电子的空间运动状态种类=电子占据的原子轨道总数。描述原子核外电子的空间运动状态有3个参数:能层、能级和原子轨道,故根据核外电子排布占据的原子轨道总数判断原子的空间运动状态种类。
训练分层落实
练真题·明考向
1.(2022·北京卷)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是(　　)
A.Sr位于元素周期表中第六周期第ⅡA族
B.可用质谱法区分87Sr和86Sr
C.87Sr和86Sr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87Sr/86Sr值相同
A
解析 Sr的原子序数为38,第四周期最后一种元素Kr的原子序数为36,故Sr位于元素周期表的第五周期第ⅡA族,A错误;87Sr和86Sr的质量数不同,可以用质谱法进行区分,B正确;87Sr和86Sr的质量数分别为87、86,其质子数均为38,故含有中子数分别为49和48,C正确;在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变,故同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同,D正确。
2.(1)(2022·北京卷,15节选)Fe2+的价层电子排布式为　　　　　　。
(2)(2022·重庆卷,18节选)配位化合物X由配体L2-(如图)和具有正四面体结构的[Zn4O]6+构成。
①基态Zn2+的电子排布式为　 。
②L2-所含元素中,电负性最大的原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为　　　　　形。
3d6
1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
哑铃
解析 (2)②L2-所含元素中电负性:O>C>H,电负性最大的是O,其基态原子最高能级是2p,电子云轮廓图为哑铃形。
练易错·避陷阱
3.(2023·浙江丽水一模)门捷列夫曾预测镓、钪、锗元素的存在及性质,莫塞莱也曾预测一种“类锰”元素。现该元素单质是从核燃料裂变产物中提取,它是与锰同为第ⅦB族的放射性元素锝(43Tc),其一种核素在临床医学诊断中应用很广。下列有关推测不正确的是(　　)
A.97Tc、98Tc、99Tc三种核素互为同位素,都是放射性元素
B.用于显像的Na99TcO4是离子化合物,含有离子键和极性键
C.用氘核轰击钼(42Mo)靶也能得到99Tc,此过程属于化学变化
D.Tc2O7能与水反应,反应后溶液显酸性
C
解析 97Tc、98Tc、99Tc三种核素质子数相同,中子数不同,互为同位素,都是放射性元素,A正确;Na99TcO4由Na+和 构成,属于离子化合物,含有离子键和极性键,B正确;原子核发生变化的过程不属于化学变化,C错误;Tc与Mn处于同一族,其化学性质类似,Mn2O7为酸性氧化物,Tc2O7也是酸性氧化物,与水反应生成对应的酸,D正确。
4.(2023·湖南湘潭一模)同位素示踪法常用于研究化学反应历程。若将“84”消毒液和洁厕灵同时使用会发生危险,运用同位素示踪法,假设“84”消毒液的溶质为Na37ClO,洁厕灵的溶质为H35Cl,发生反应:Na37ClO+2H35Cl(浓) ══ NaCl+Cl2↑+H2O,下列对该反应的说法中正确的是(　　)
A.Na37ClO为含有极性共价键的离子化合物
B.35Cl和37Cl中所含中子数之比为35∶37
C.该反应中,HCl体现了酸性和氧化性
D.生成的氯气的摩尔质量为70 g·mol-1
A
解析 Na37ClO中Na+与ClO-形成离子键,ClO-中的氯原子和氧原子形成极性共价键,故Na37ClO是含有极性共价键的离子化合物,A正确;35Cl的中子数=35-17=18,37Cl的中子数=37-17=20,则35Cl与37Cl中子数之比为18∶20=9∶10,B错误;反应NaClO+2HCl ══ NaCl+Cl2↑+H2O中氯化氢中-1价的氯部分升高、部分不变,HCl既表现还原性又表现酸性,C错误;生成的氯气的摩尔质量为72 g·mol-1,D错误。
5.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述正确的是(　　)
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形
B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)
C.基态R原子的原子轨道总数为9
D.基态R原子的轨道表示式为
A
解析 由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知,可能有两种情况:p能级上只有2个电子,R为第ⅣA族元素,为C或Si;p能级上有4个电子,R为第ⅥA族元素,为O或S,A正确。
练预测·押考向
D
下列说法不正确的是(　　)
A.I位于元素周期表中第四周期第ⅦA族
BI的中子数与核外电子数之差为25
C.131I2、标记酪氨酸均具有放射性
D.标记过程发生了取代反应
A
解析 I元素位于周期表中第五周期第ⅦA族,A错误 的中子数为
131-53=78,核外电子数为53,则中子数与核外电子数之差为78-53=25,故B正确;131I2、标记酪氨酸中都含有131I,均具有放射性,C正确;标记过程发生了取代反应,I原子取代了苯环上的氢原子,D正确。
8.按题目要求回答相关问题:
(1)基态镓的核外电子占据的最高能层符号为　　　　　,能量最高的电子占据的原子轨道电子云轮廓图为　　　形。
(2)基态Ni2+核外电子排布式为　　　　　 　　　。同周期中,与基态Ni具有相同未成对电子数的元素有　　 　　(填元素符号)。
(3)基态碳原子核外电子的运动状态有　　　种,核外电子的空间运动状态有　　　　　种。
(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用
　　　　　　形象化描述。在基态16O原子中,核外存在　　　　　对自旋相反的电子。
N
哑铃
[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)　
Ti、Ge、Se
6
4
电子云
3
9.(1)基态Sc原子的价层电子排布式为 　　　　　　　　　　　。
(2)基态V原子的价层电子轨道表示式为 　　　　　　　　　　　。
(3)基态铜原子的核外电子排布式(简写)为 　　　　　　　　　　　。
(4)基态Ga原子的核外电子排布式(简写)为 　　　　　　　　　　　。
(5)第四周期核外电子排布未成对电子数和周期序数相同的基态原子的核外电子排布式(简写)为 　　　　　　　　　　　。
3d14s2
[Ar]3d104s1
[Ar]3d104s24p1
[Ar]3d64s2

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