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第一节 原子结构与元素性质
第2课时 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力导学案
一．自主学习
【学习目标】
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.了解原子的核外电子排布与元素的原子得失电子能力和化合价的关系。
【重难点】
原子核外电子排布的规律，原子结构与元素原子的失电子能力。
【课前自学】
1.知识回顾：
①核电荷数= =
②质量数= +
③核素的定义： 。
④同位素的定义： 。
⑤化合价是 的一种重要性质。
⑥写出金属钠与水反应方程式和现象
二．师生研学
学习任务一：元素原子核外电子排布
【问题探究1】阅读教材P5页内容，归纳总结在含有多个电子的原子里，电子是如何分层排布的？有什么规律？
【问题探究2】观察稀有气体元素原子核外电子排布情况，讨论解决以下问题：
1.核外电子总是先排哪一个电子层
2.各电子层上最多可容纳电子的数目是多少？和该电子层的序数（用n表示）有何关系？
3.最外电子层、次外电子层及倒数第三电子层最多可容纳的电子数目是多少？
【问题探究3】
根据方法引导，观察教材第5页图1-1-5中1—20号元素原子结构示意图，你能否写出钠离子和氯离子得结构示意图？
【方法导引】离子结构示意图与原子结构示意图写法相同，只是因为原子在形成离子时，会失去最外层电子或最外层得到电子，因此核内质子数不等于核外电子数。
Na+ Cl-
【练习】根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息 元素名称 原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的1/3
学习任务二：元素性质与原子核外电子结构的关系
【问题探究4】
请同学们观察下表中的数据，小组讨论，元素的原子得失电子能力与最外层电子的关系，元素的化合价与原子最外层电子数的关系。
粒子 质子数 核外电子数 化学性质
He 2 2 稳定
Li+ 3 2 稳定
F- 9 2+8 稳定
Ne 10 2+8 稳定
Na+ 11 2+8 稳定
Cl- 17 2+8+8 稳定
Ar 18 2+8+8 稳定
K+ 19 2+8+8 稳定
F- 9 2+7 强氧化性
Cl 17 2+8+7 强氧化性
Li 3 2+1 强还原性
Na 11 2+8+1 强还原性
K 9 2+8+8+1 强还原性
1、元素的原子得失电子能力与最外层电子的关系，
2、元素的化合价与原子最外层电子数的关系
学习任务三：原子结构与元素原子得失电子能力
【问题探究5】
根据问题探究4的结论，小组内讨论，原子结构的那些要素会影响原子得失电子的能力？为什么？
【实验探究】
方法导引：比较活泼金属失电子能力的实验方法：元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度。
实验1：钠、镁元素原子失电子能力比较
(1)分析预测：
根据问题探究5的结论，从原子结构角度分析钠、镁的异同，利用方法引导设计实验，预测实验现象，预测钠、镁得失电子能力强弱。
(2)观看钠、镁反应的实验视频，记录实验现象探究
①实验现象：
②结论：
实验2：钠、钾元素原子失电子能力比较
(1)分析预测
根据问题探究5的结论，从原子结构角度分析钠、钾的异同，利用方法引导设计实验，预测实验现象，预测钠、钾得失电子能力强弱。
(2)观看钠、钾反应的实验视频，记录实验现象探究
①实验现象：
②结论：
归纳总结3：
请用图示的方法表示，元素原子得失电子能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数的关系。
【思考】
金属性、非金属性通常指元素原子得失电子能力。请根据以上讨论来分析说明硫、氯两种元素中哪种元素原子非金属性强。
三. 师生总结
四．训练提升
1.下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是 (　　)
A.K层是能量最低的电子层
B.原子失电子时先失去能量低的电子
C.核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上
D.N层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
2．下列说法中肯定错误的是(　　)
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上电子数均为K层上电子数的4倍
D．某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等
3．下列叙述中正确的是(　　)
A．电子的能量越低，运动区域离原子核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
4．下列粒子的结构示意图中，选项中全错误的是(　　)
A．①②③ B．③⑥
C．①②④⑤ D．①②③④⑤⑥
5.核电荷数为1～20的元素中,下列叙述正确的是 (　　)
A.原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素
B.核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同
C.原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素
D.核电荷数为17的元素容易获得1个电子
6. 根据原子结构特征，可以把 、 、 三种微粒归为一类。下列微粒中，可以归入此类的微粒是( )
A. B. C. D.
7.1996年科学家在宇宙深处发现了 和H3分子。请回答下列问题：
（1）1个 中含有 个质子， 个电子。
（2）构成H3分子的原子的核外电子排布示意图是 (填字母)。
a b c d
（3）H3属于 (填“混合物”、“单质”或“化合物”)。
（4）写出原子核内质子数与中子数相等的钙原子的符号 。
（5）科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用作未来的新型能源。 的中子数是 ， 与 互称为 。
五、学后反思
请尝试总结本节课的重要知识和学习的思维方法，或写下自己需要求助的困惑，或分享何以学会的策略等
1、本节课你学习了哪些决定元素原子得失电子能力的因素，它们之间有什么区别和联系？
2、你在探究变量较多的影响因素时，采取了什么方法研究它们之间的关系？
3、通过本节课的学习，你体会到了那些思想？(共48张PPT)
第2课时　
核外电子排布
原子结构与元素原子得失电子能力　
一、核外电子排布
1.原子核外电子排布的特征
2.电子能量与电子层的关系
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___到___
能量高低 由___到___
近
远
低
高
3.原子核外电子排布的一般规律
(2)每层电子容纳的电子数必须是2n2个。 (　　)
(3)钾元素是19号元素,钾原子最外层电子数是9个。
(　　)
【巧判断】
(1)距核越近的电子能量越高。(　　)
×
×
×
【情境·思考】
洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜,洋葱切开后,我们会看到里面一层一层的呈现,电子层模型类似于切开的洋葱。请思考:
(1)原子核周围是否真实存在这样的壳层
答:电子层不是真实存在的,是科学家为了表达形象,根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。
(2)电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转
答:电子在某一区域内做无规则运动。
(2)离子结构示意图
如Cl-: Na+:
4.核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
【情境·思考】
KCl在医学上有很重要的用途,主要用于治疗各种原因引起的低钾血症,预防低钾血症,以及治疗洋地黄中毒引起频发性、多源性早搏或快速心律失常等。
【情境·思考】
(1)画出Cl、K、Cl-、K+的结构示意图。
(2)从结构示意图上可以得出Cl-和K+的结构示意图有什么异同点
答:(1)
(2)相同点是核外电子排布方式完全相同,不同点是核电荷数不同。
5.元素性质与原子最外层电子数之间的关系
(1)元素的性质与原子最外层电子排布的关系
元素种类 金属元素 非金属元素 稀有气体元素
最外层电子数 一般小 于__ 一般大于或等于__ __(He
为__)
4
4
8
2
原子得失电子的能力 一般易 ___电子 一般易 ___电子 既不易___电子,
也不易___电子
单质具有的性质 具有___ ___性 具有 _____性 一般不与其他
物质反应
失
得
得
失
还
原
氧化
(2)元素的化合价与原子最外层电子数的关系
金属元素 非金属元素 稀有气体元素
只显正价且一般等于最外层电子数,如 一般既有正价又有负价,最高正价=最外层电子数,最低负价=最外层电子数-8,如 原子结构为稳定结构,常见化合价为零
【巧判断】
(1)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。 (　　)
(2)最外层电子数为4时,既不容易得电子也不容易失电子,化学性质较稳定。 (　　)
×
√
知识点一　核外电子排布的规律与核外电子排布的表示方法
1.核外电子排布规律
(1)“一低”
电子首先排布在能量最低的电子层里。排满能量低的电子层,再排能量高的电子层。
(2)“两不超”
各电子层电子不超过2n2个;最外层电子不超过8个(第一层为最外层时不超过2个)。
(3)“一稳定”
2.核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图:为了形象表示原子核外电子分层排布的情况而采用的直观图示。如氯原子结构示意图为
(2)离子结构示意图:阳离子结构示意图与其原子结构示意图相比,少了一个电子层,但核电荷数不变;阴离子结构示意图与其原子结构示意图相比,核电荷数、电子层数相同,但最外层电子数增加为8。
【易错提醒】核外电子排布规律的正确认识
(1)核外电子的排布规律是相互联系的,不能孤立地理解和应用其中的一项,必须同时满足各项要求。如当M层不是最外层时,最多可以排18个电子,而当它是最外层时,最多可以排8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层,如K和Ca的核外电子排布情况分别为
【思考·讨论】
(1)1～20号元素形成稳定结构后最外层一定是8个电子的稳定结构吗 举例说明。
答:不一定。如Li+和H+等在形成离子变成稳定结构之后均不是8电子稳定结构。
【典例】今有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍。A和B分别是 (　　)
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
D
【迁移·应用】
1.下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是 (　　)
A.K层是能量最低的电子层
B.原子失电子时先失去能量低的电子
C.核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上
D.N层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
B
2.核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较,前者下列数据是后者4倍的是 (　　)
①电子数 ②最外层电子数
③电子层数 ④次外层电子数
A.①④ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
A
二、原子结构与元素原子得失电子能力
1.实验探究
元素 Na Mg K
实验 过程 用_____切下一小块金属钠,用_____ 吸干表面的煤油,放入盛有水并滴加几滴酚酞的烧杯中 取一小段镁条,用_____ 除去表面的氧化膜,放入盛有等量水并滴有酚酞 的另一只烧杯中 用小刀切下一小块与钠块_____
_____的金属钾,
用_____吸干表面的煤油,放入盛等量水并滴加几滴酚酞的烧杯中
小刀
滤纸
砂纸
大小
相同
滤纸
元素 Na Mg K
实验 现象 钠___在水面上,熔成一个闪亮的小球,小球向四周移动,发出 “嘶嘶”的响声,酚酞 _____ 镁片没有变化,加热时,镁片上有气 泡冒出,酚酞溶液 _____ 钾与水立即剧烈反应,放出的热使钾立即燃烧起来,酚酞溶液_____
变红
变红
变红
浮
元素 Na Mg K
反应 方程 式 ____________ __________ _____________ ____________ ___________
_________
结论 与水反应的剧烈程度:__>___>___
2Na+2H2O====
2NaOH+H2↑
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑
2K+2H2O====
2KOH+H2↑
K
Na
Mg
2.判断依据
3.原因解释
(1)在电子层数相同时,核电荷数越大,最外层电子离核
越近,原子越难_______而越易 _______;
(2)最外层电子数相同,电子层数越多,最外层电子离核
越远,原子越易_______而越难 _______。
失电子
得电子
失电子
得电子
原子类别 与元素性质的关系 与元素化合价的关系
稀有气体 最外层电子数为8(He为2),结构稳定,性质不活泼 原子结构为稳定结构,常见化合价为零
金属元素 原子 最外层电子数一般小于4,较易失去电子 易失去最外层电子,达到稳定结构,其最高正价为+m(m为最外层电子数)
知识点二　原子结构域元素性质的关系
1.原子结构与元素性质、元素化合价的关系
原子类别 与元素性质的关系 与元素化合价的关系
非金属 元素原子 最外层电子数一般大于或等于4,较易获得电子,形成8电子稳定结构 得到一定数目的电
子,达到稳定结构,
其最低负价为m-8
(H为m-2)
2.元素原子失电子能力的判断依据
可以根据元素单质与水或酸反应放出氢气的剧烈程度来判断元素失电子能力的强弱,一般与水或酸反应越剧烈,失电子能力越强。
【易错提醒】关于原子结构与元素性质的主要易错点
(1)最外层电子数小于4的不一定为金属元素,如H、He等;最外层电子数大于4的不一定为非金属元素,如Po等。
(2)氟没有正价;氧没有最高正价,只有在OF2中表现正价。
(3)活泼金属易形成阳离子,活泼非金属易形成阴离子,但是碳难以形成C4-、C4+;硅难以形成Si4+和Si4-;硼难以形成B3+;氢元素可以形成H+和H-。
(4)金属元素只有正化合价不能说明金属元素不能形成阴离子,如[Al(OH)4]-等,但在这些离子中,金属元素仍为正价。
【典例】已知X、Y是原子核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a,次外层电子数为a+2;Y原子的最外层电子数为b-5,次外层为b。判断X、Y两元素形成的化合物的组成是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.XY2 B.Y4X C.Y2X3 D.XY5
C
【迁移·应用】
1.核电荷数为1～20的元素中,下列叙述正确的是(　　)
A.原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素
B.核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同
C.原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素
D.核电荷数为17的元素容易获得1个电子
D
2.X、Y、Z为短周期元素,这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6,则由这三种元素组成的化合物的化学式可能是(　　)
A.XYZ B.X3YZ C.XYZ2 D.X2YZ3
D
3.下列元素的最高正价为+5价的是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Na B.Al C.P D.Cl
C
4.在地壳中含量位于第二位的非金属元素的最高化合价是
A.+3 B.+4 C.+5 D.+6
B
知识点三　常见的电子数相同的微粒
1.10电子微粒
知识点三　常见的电子数相同的微粒
2.18电子微粒
【思考·讨论】
(1)某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时,忘记在圆圈内标出其质子数(如图所示),该微粒若是中性微粒,这种微粒是什么
答:单核中性微粒为原子,原子的核电荷数=核外电子数,此微粒为核电荷数为18的氩原子。
(2)若上述微粒的盐溶液能使氯水褪色,并出现浑浊,这种微粒是什么
答:具有还原性,能被氯水氧化的18e-微粒是S2-。
【迁移·应用】
1.下列微粒电子数相同的一组是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Na+和K+ B.CH4和NH4+
C. NH2-和Cl- D.O2-和 168O
B
2.与OH-具有相同质子数和电子数的粒子是 (　　)
A.H2O B.F- C.Na+ D.NH3
B
【思维导图】
【核心整合】
1.体系建构
2.知识梳理
(1)微粒间的关系
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
(2)元素、核素、同位素三者之间的关系
(3)核外电子排布规律
①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。
②每个电子层最多只能排布2n2个电子。
③最外层电子数不超过8个电子(K层为最外层时,电子数不超过2个)。
(4)原子结构与元素性质的关系
①稀有气体最外层电子达到稳定结构,其化学性质稳定;常见化合价为0价
②金属元素原子最外层电子数一般小于4,易失去而形成阳离子,常见化合价为正价。
③非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4,易获得电子而形成阴离子,常见化合价为负价。
【素养迁移】
1.与铂同族的贵金属钯(Pd)有多种核素。下列关于
10346Pd、10446Pd的说法正确的是 (　　)
A.中子数相同,化学性质不同
B.质子数相同,互为同位素
C.核外电子数不同,是同一种元素
D.质量数不同,性质完全相同
B
2.23592U是重要的核工业原料,在自然界的丰度很低,23592U的浓缩一直为国际社会所关注。下列有关23592U的说法中正确的是(　　)
C
A、23592U原子核中含有92个中子
B、23592U原子核外有143个电子
C、23592U与23592U互为同位素
D、23592U与23592U 互为同素异形体
C
3.YBa2Cu8Ox(Y为钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料,
关于8939Y的说法不正确的是 (　　)
B
A.元素钇的原子序数为39
B.质子数与中子数之差为50
C.原子的核外电子数是39
D.8939Y和9039Y是两种不同的核素
4.据有关报道称,福岛第一核电站放置在海边的反应堆储水罐的水位从2016年11月左右便开始下降,共计泄漏了约300吨放射性污水,其中可能含有碘的同位素13153I。已知碘原子的结构示意图如下
下列有关说法不正确的是(　　)
A.13153I中的中子数为131
B.碘元素是一种非金属元素
C.原子结构示意图中c=18
D.碘元素可以形成KIO4的化合物
A第1章原子结构 元素周期律
第1节 原子结构与元素性质
1.1.2 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力教学设计
教材分析
本课时是教材第一章第1节第二课时的内容，该课时包括两部分内容： 原子结构与元素原子得失电子能力。首先是在初中学习原子结构的基础上，继续学习原子结构，尤其是深入理解原子的核外电子排布，其次是在学习原子核外电子排布的基础上，了解元素化学性质与最外层电子数有关。在之前的学习中，学生已经知道了原子是由核外电子、质子和中子构成的，对于原子的核外电子排布也只有初步的简单印象。通过本课时的学习，学生可以建立原子结构的简单模型，理解金属性与非金属性，为今后元素周期律的学习打下坚实的基础。
教学目标与核心素养
从微观上理解原子核外电子排布的基本规律，明确宏观上的元素周期表与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解元素的排列规律。
证据推理与模型认知：建立原子结构的微观模型
科学精神与社会责任：认识化学知识的规律性，理解化学知识从实验到理论，再由理论推测出实验结果的科学精神。
教学重难点
重点 元素周期表中元素的排列与原子核外电子排布的关系。
难点：金属性、非金属性理解
教学过程
1、知识回顾
1.金属元素原子最外层电子数一般小于4；非金属元素原子最外层电子数一般大于4或等于4.
2.稀有气体元素的原子最外层电子数为8（氦原子除外）.
3.元素的性质与原子的最外层电子数密切相关。
4.化合价是元素的一种重要性质。
二、导语
物质在化学反应中的表现与组成物质的元素的原子结构有着密切的联系，其中核外电子扮演着非常重要的角色。今天，我们就来研究它扮演着什么样角色。
三、讲授新课
展示课件：认识核外电子的运动
活动一：认真阅读课本P6阅读拓展内容。
玻尔原子模型：核外电子在一定的轨道上绕核运行，在不同轨道上运动的电子具有不同的能量且能量是量子化的，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会辐射或吸收一定的能量，等等
电子云模型：原子核外运动的电子并不遵循宏观物体的运动规律；人们不可能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出他们的运动轨迹，而只能描述电子在原子核外空间某处单位体积内出现的概率大小。为了形象地表示电子在原子核外空间运动的这一特征，人们常用单位体积内点的疏密程度来表示电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。
展示课件：核外电子排布
板书：核外电子排布
活动二：思考与交流：核外电子排布规律是什么？
研读图片：
在含有多个电子的原子里，能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量高的电子通常在离核较远的区域内运动。
电子是在原子核外离核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分层排布的。通常将能量低、离核最近的电子层称为第一电子层，能量稍高、离核稍远的电子层称为第二电子层······由内向外依次类推，共有7个电子层。这些电子层由内向外可依次用K、L、M、N、O、P、Q表示。
活动三：认真研究上述两幅图片，说一说电子的排列还要符合什么规律呢？
教师注意引导
板书：
原子的核外电子排布规律：　
（1）电子总是尽先由里向外排列；
（2）每个电子层最多可以容纳2×n2个电子；
（3）最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）；
（4）次外层最多容纳18个电子。
活动四：1.元素的性质与原子的最外层电子数密切相关吗？2.元素的化合价与原子的电子层结构、最外层电子数有关吗？
指导：
1.元素的性质与原子的最外层电子数密切相关。稀有气体元素的原子最外层电子数为8（氦原子除外），原子结构稳定，原子既不容易获得电子也不易失去电子；金属元素原子最外层电子数一般小于4，原子较易失去电子形成阳离子；非金属元素原子最外层电子数一般大于4或等于4，原子较易获得电子形成阴离子。
2.化合价是元素的一种重要性质。元素化合价与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。稀有气体元素原子的电子层已达到稳定结构，元素通常表现为0价；钠原子的最外层只有1个电子，原子容易失去1个电子形成钠离子而达到稳定结构，因此钠元素在化合物中呈+1价；氯原子的最外层有7个电子，原子容易获得1个电子形成氯离子而达到稳定结构，因此氯元素在氯化钠、氯化镁等氯化物中呈-1价。
展示课件：原子结构与元素原子得失电子能力
活动五：比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力
预测：钠、镁两种元素失电子能力的强弱，并从原子结构的角度说明理由。
预测：钠、钾两种元素失电子能力的强弱，并从原子结构的角度说明理由。
实验：
1.用小刀切下一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入盛有水并滴加有几滴酚酞溶液的烧杯中，立即盖上表面皿；取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入盛有等量水并滴加有几滴酚酞溶液的另一只烧杯中，立即盖上表面皿，观察现象。
2.取两只烧杯，向其中加入等量的水并加入几滴酚酞溶液。用小刀分别切下大小相似的一小块金属钠和一小块金属钾，用滤纸吸干表面的煤油，同时将金属钠和金属钾分别放入上述两只烧杯中，立即盖上表面皿，观察现象。
活动六：观看演示实验。
1.从原子结构的角度解释失电子能力强弱是否合理？
2.说明硫、氯两元素中哪种元素原子得电子能力强。
3.如何理解金属性、非金属性？
指导与总结
1.元素原子得失电子能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。
2.若原子电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子，越容易得电子；
若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子，越难得电子。
教学反思原子结构　原子核外电子排布作业设计
一、选择题
1.(2024·福建南平四校联考)通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是(　　)
A.元素氦(He)比元素氢(H)的化学性质稳定
B.26Fe3+得到电子转变成26Fe2+,表现出氧化性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
2.人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋状态相反的2个电子称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是 (　　)
A.4s轨道电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.4p轨道电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
C.3d轨道电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D.3d轨道电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
3.在生命科学的研究工作中,氚H)标记化合物是必不可少的研究工具。可通过核素X或N衰变得到,其衰变过程如下:(1He;(2N+Y。下列推断错误的是(　　)
A.X的中子数为3
BH互为同位素
CY可用于测定相对原子质量
D.基态碳原子核外电子的空间运动状态有6种
4.(2024·湖南师大附中月考)用α粒子He)分别轰击X和Y,发生核反应HeZ和HeNe,其中基态Z原子的能级数与未成对电子数相等。下列说法不正确的是(　　)
A.用α粒子轰击X发生的是化学变化
B.基态Y原子核外有9种运动状态不同的电子
C.基态X和基态Y原子核外未成对电子数之比为1∶1
D.Y、Z简单氢化物的还原性:Z>Y
5.(2023·高考题组合)下列化学用语表述错误的是 (　　)
A.2pz电子云图:
B.基态Ni原子价层电子排布式:3d10
C.基态N原子的价层轨道表示式:
D.用电子式表示K2S的形成:
6. 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
7.下列各组基态原子(1~36号)中,彼此的化学性质一定相似的是(　　)
选项 a原子 b原子
A 最外电子层上有2个电子 最外电子层上有2个电子
B 2p能级上有2个未成对电子 3p能级上也有2个未成对电子
C 电子排布式为1s2 电子排布式为[Ar]4s2
D 最外电子层(L层)上只有1个空轨道 最外电子层(M层)只有1个空轨道
8.(2023·广东韶关期末)下列化学用语表达正确的是 (　　)
A.氮原子的L层电子轨道表示式:
B.质量数为127的碘原子I
C.K+的结构示意图:
D.HClO的电子式:
9.(2024·广东广州期中)下列说法正确的是(　　)
A.原子的电子填充顺序依次为3s→3p→3d→4s
B.某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2,原子放出能量
C.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
D.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
10.(2024·辽宁锦州期初联考)由多元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法不正确的是(　　)
A.基态O原子核外电子的空间运动状态有5种
B.基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5
C.基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
D.基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2
11.下列各组表述中,两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　)
A.M层作为价层且电子数为3的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的基态原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的基态原子
C.最外层电子数是核外电子总数的原子和价层电子排布式为3s23p3的基态原子
D.L能层中s、p能级电子数比为1∶1的基态原子和价层电子排布式为2s22p2的基态原子
12.(2024·湖北黄冈中学调研)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,基态X原子的4p轨道有3个电子,基态Y原子的最外层2p轨道有4个电子,Z元素可以形成-1价离子。下列说法中正确的是(　　)
A.基态X原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3
B.基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p5
C.Z是非金属元素,与Cl元素同主族
D.Y的某种单质和氢化物具有杀菌、消毒作用
二、非选择题
13.前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A是形成化合物种类最多的元素;B与A同周期,其原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;C为第三周期元素,其离子半径在该周期元素中最小;D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2;E的单质为紫红色金属。回答下列问题:
(1)基态D原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。
(2)基态A原子原子核外电子共有　　　　　　种不同空间运动状态;B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈　　　形。
(3)C元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。
(4)基态E原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　,其基态原子核外填充有电子的能量最高的能层的符号为　　　　　　　　　　　,该能层上含有的原子轨道数为　　　　　　　。
答案
1.C　解析 H、He原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布均为“全空”,H原子核外只有一个电子,未达到稳定结构,He原子核外有2个电子,已经达到稳定结构,不能作为题目所给规则的证据,A错误;基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,Fe3+得电子生成Fe2+是价层电子由3d5到3d6,不能作为题目所给规则的证据,B错误;基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2,[Ar]3d104s1中d轨道处于全充满,s轨道处于半充满,能作为题目所给规则的证据,C正确;激发态的原子是基态原子吸收能量后发生电子跃迁形成的,不能作为题目所给规则的证据,D错误。
2.D　解析 4s轨道电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中一定含有“未成对电子”,A正确;4p轨道电子数为偶数的基态原子,价层电子排布式可能为4s24p2、4s24p4或4s24p6,其中4s24p2、4s24p4都含有2个“未成对电子”,4s24p6不含“未成对电子”,B正确;3d轨道电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;3d轨道全部排满应为3d10,若3d轨道电子数为奇数的基态原子,其中3d轨道一定含有“未成对电子”,D错误。
3.D　解析 根据He可知,X的质量数为3+4-1=6,质子数为2+1-0=3,则X的中子数为6-3=3,A正确H是质子数相同、中子数不相同的原子,三者互为同位素,B正确Y,则Y的质量数为1+14-3=12,质子数为7-1=6C可用于测定相对原子质量,C正确;基态碳原子核外电子的轨道表示式为,电子占据4个不同的轨道,故基态碳原子核外电子的空间运动状态有4种,D错误。
4.A　解析 基态Z原子的能级数与未成对电子数相等,Z原子质量数为11+4-1=14,则Z为N,N的质量数为14,X为B,Y的质量数为22+1-4=19,则Y为F。用α粒子轰击X发生的是原子核的变化,不属于化学变化,A错误;Y为F,基态原子核外有9个电子,各个电子的运动状态均不同,B正确;X为B,Y为F,基态B原子和基态F原子核外未成对电子数之比为1∶1,C正确;元素非金属性越强,其简单氢化物还原性越弱,则Y、Z简单氢化物的还原性:Z>Y,D正确。
5.B　解析 2pz轨道呈哑铃形,关于z轴对称分布,A正确;基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,故其价层电子排布式为3d84s2,B错误;基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,2p轨道3个电子排布于3个2p轨道,且自旋平行,C正确;K2S是离子化合物,形成过程中K失去电子,S得到电子,D正确。
6.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。
7.D　解析 若a为Be,则为金属元素,b为He,为稀有气体元素,其性质不同,A错误。a原子2p能级上有2个未成对电子,可能为C或者O,b原子3p能级上有2个未成对电子,可能为Si或S,化学性质不一定相似,B错误。a原子电子排布式为1s2,则为He,为稀有气体元素;b原子电子排布式为[Ar]4s2,则为Ca,其性质不相似,C错误。a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道,为碳原子;b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道,为Si原子,两者是同主族元素原子,其性质相似,D正确。
8.A　解析 氮原子的L层电子轨道表示式:,A正确I中质量数与质子数位置写反,B错误;K+的核电荷数为19,核外电子总数为18,C错误;HClO分子内O原子分别与H原子、Cl原子各形成1对电子对,其电子式为,D错误。
9.C　解析 同一原子中,3s、3p、4s、3d能量依次升高,根据能量最低原理,电子填充顺序为3s→3p→4s→3d,A错误;3s轨道上的电子比3p轨道上的电子能量更低,所以原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2,原子要吸收能量,B错误;在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,C正确;p轨道是哑铃形的,任何能层的p能级都有3个原子轨道,与电子层无关,D错误。
10.C　解析 基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子占据1s、2s和2p共5个原子轨道,故其核外电子的空间运动状态有5种,A正确;F原子核外有9个电子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5,B正确;基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3,C错误;基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,则其价层电子排布式为3d64s2,D正确。
11.B　解析 M层作为价层且电子数为3的基态原子是3s23p1,是Al原子;核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的基态原子为Al,属于同种元素原子,A不符合题意。M层全充满而N层为4s2的原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2,核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的基态原子为Ca,不是同种元素原子,B符合题意。最外层电子数是核外电子总数的原子可能是Li、P等;价层电子排布式为3s23p3的基态原子是P,可能是同种元素原子,C不符合题意。L能层中s、p能级电子数比为1∶1的基态原子是C,价层电子排布式为2s22p2的基态原子是碳,故是同种原子,D不符合题意。
12.D　解析 基态X原子的4p轨道有3个电子,最高能级是4p,核外有4个能层,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3,A错误;基态Y原子的最外层2p轨道有4个电子,则其核外电子排布式为1s22s22p4,B错误;X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,则Z的原子序数为1,即Z是H元素,H与Cl不是同主族,C错误;Y是O,氧元素的单质O3和氢化物H2O2都具有较强氧化性,都具有杀菌、消毒作用,D正确。
13.答案 (1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2　(2)4　哑铃
(3)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N
(4)3d104s1　N　16
解析 前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A是形成化合物种类最多的元素,则A为碳元素。B与A同周期(第二周期),B原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p4,则B为氧元素。C为第三周期元素,其离子半径在该周期元素中最小,则C为铝元素。D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2,且D的核电荷数大于13,则基态D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,D为硅元素。E的单质为紫红色金属,则E为铜元素。

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