资源简介

(共39张PPT)
第25讲　原子结构与核外电子排布
第三部分 物质结构与性质
第五章 物质结构与性质
目标导航·内容索引
复
习
目
标
内
容
索
引
精炼高考真题·明确高考方向
知识点1 原子结构 核素和同位素
知识点2 核外电子运动状态与排布原理
1.掌握原子结构中微粒数目的关系。
2.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
3.能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和电子排布图。
知识点1　原子结构 核素、同位素　
1. 原子结构
（1）原子结构—核素的表示方法
原子
原子核
核外电子
质子
中子
Z个
N个=A-Z
Z个
决定元素的种类
质子数确定后，决定原子的种类
最外层电子数决定元素的化学性质
知识点1　原子结构 核素、同位素　
（2）微粒之间的等式关系
质量关系 质量数(A)＝ (Z)＋ (N)
电性关系 ①原子中：质子数(Z)=核电荷数=____________；
②阳离子的核外电子数=质子数-____________________，如Mg2＋的
核外电子数是10。
③阴离子的核外电子数=质子数＋____________________，如Cl 的核外电子数是18。
质子数
中子数
核外电子数
阳离子所带的电荷数
阴离子所带的电荷数
（3）微粒符号周围数字的含义
X
Z
A
a
±x
m±
n
质量数
质子数
计量数
元素化合价
离子所带电荷数
原子个数
知识点1　原子结构 核素、同位素　
易错提醒
①原子中不一定都含有中子，如中没有中子。
②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。
③易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。
④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。
知识点1　原子结构 核素、同位素　
2. 元素、核素、同位素
（1）元素、核素、同位素的概念及相互关系
元素
核素
... ...
核素
同位素
具有相同核电荷数的同一类原子的总称，同种元素可有多种不同的核素
具有一定数目的质子和中子的一种原子
质子数相同，中子数不同的同一元素的不同核素的互称
知识点1　原子结构 核素、同位素　
①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全______，物理性质______。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般______。
相同
不同
不变
六同
质子数相同
核电荷数相同
核外电子数相同
同一元素
位置相同
化学性质相同
（2）同位素的特征
（3）同位素的“六同三不同”
知识点1　原子结构 核素、同位素　
三不同
中子数不同
质量数不同
物理性质不同
核素
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
（4）常见的重要核素及其应用
知识点1　原子结构 核素、同位素　
（5）元素、核素、同位素的联系与区别
①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，核素的种数_______118种。
②不同核素可能具有相同的______数，如、；也可能具有相同的
______数，如、；也可能具有相同的______数，如、。
③同位素之间的转化，既不是______变化也不是______变化，是____反应。
远大于
质子
中子
质量
物理
化学
核
知识点1　原子结构 核素、同位素　
④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全______。
⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有普通水)、
重水)、超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
相同
知识点1　原子结构 核素、同位素　
①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个质量的___的
比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的______________按该元素
各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：，其中。
相对原子质量
③核素的近似相对原子质量该核素的质量数。
④元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的________按该元素各
种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：
，其中。
质量数
（6）相对原子质量
知识点1　原子结构 核素、同位素　
①卢瑟福发现质子：
②查德威克发现中子：
③铀核裂变反应：
④氘核与氚核聚变反应：
（7）核反应方程
知识点1　原子结构 核素、同位素　
【例1】 (2025·北京丰台二模)我国首次制备出丰度超过的经质子
束流轰击可获得具有放射性的医用核素。下列说法不正确的是( )
C
A.属于d区元素
B.原子核内中子数是36
C.与互为同位素
D.经质子束流轰击获得的过程不属于化学变化
知识点1　原子结构 核素、同位素　
【例2】(2025·山东名校联考)我国科学家成功合成出新核素251Lr，熔合反应为+2+→+。下列叙述正确的是（ ）
A.251Lr和253Lr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a=203、b=103
D.251Lr核内中子数和质子数之差为47
C
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
电子是质量轻、带负电的微观粒子，并具有波粒二象性。
电子可以在原子内部进行圆周运动，运动速度很快，接近光速，与宏观物体的运动有极大不同：不能同时确定速度和位置，不能描绘运动轨迹。
1. 电子的运动特征
2. 能层与能级
（1）能层：根据多电子原子的核外电子的_________，将核外电子分成不同的能层，
能层用___表示。值越____，能量越____。
能量差异
n
大
高
（2）能级
①根据多电子原子中同一能层电子______的不同，将它们分成不同能级。
能量
②能级用相应能层的序数和字母组合在一起来表示，如能层的能级
按能量由低到高的顺序排列为____、____、____、____等。
ns
np
nd
nf
③能层序数______该能层所包含的能级数，如第三能层有____________能级。
等于
④能级可容纳的电子数为1、3、5、7的____倍。
二
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（3）能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系
能层 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
能级 4s 5s
容纳最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2
2 8 18 32
提醒
(1)能层数电子层数。
(2)第一能层，只有s能级；第二能层，有两种能级，p能级上有三个原子轨道，它们具有相同的能量；第三能层，有三种能级。
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
3.原子轨道
（1）电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的__________分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。由于核外电子的_________分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
概率密度
概率密度
（2）电子轮廓图：
__________________电子云图，s电子云轮廓图是____形；p电子云轮廓图是______形，p电子云有三种伸展方向，它们相互垂直)，即p能级电子有___个伸展方向；d能级电子有___个伸展方向；f能级电子有___个伸展方向。
概率密度为的
球
哑铃
3
5
7
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（3）原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个______________称为一个原子轨道，
即电子云的伸展方向。
符号
电子云形状 ______ ________或________ ________
轨道个数
___ ___ ___
空间运动状态
球形
纺锤形
哑铃形
花瓣形
1
3
5
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（4）轨道能量
同能层的不同能级能量s不同能层相同能级的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半径随能层增大而增大。
同能层同能级不同轨道能量相同，如2px＝2py＝2pz。z
各种特征的电子
(以为例：
(1)不同运动状态的电子数：25
(2)不同空间运动状态的电子数：15
(3)形状不同的电子云种类：3
(4)不同能级(能量)的电子种类：7
(5)最高能级的电子数：5
(6)最高能层的电子数：2
提醒
4 . 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则
（1）构造原理：
7s
7p
6s
6p
6d
5s
5p
5d
5f
4s
4p
4d
4f
3s
3p
3d
2s
2p
1s
每一行对应一个能层
每一个小圈表示一个能级
各圈间的连接线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（2）核外电子排布的三个规律
能量最低原理 原子的电子排布遵循__________能使整个原子的能量处于______状态
泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳_____自旋状态______的电子
洪特规则 当电子排布在同一能级的不同______轨道时，基态原子中的电子总是___________占据一个轨道，而且自旋状态______
构造原理
最低
2个
相反
简并
优先单独
相同
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（3）核外电子排布表示方法
表示方法 以硫原子为例
原子结构示意图
电子排布式 __________________
简化电子排布式 ____________
电子排布图(轨道表示式)
价电子排布式 ________
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
(4)基态原子核外电子排布
号： 号：
① 一般最后1位数是几，就等于几 ① 最后1位数是几，就等于几
② ______________ ② ：___________________
③ _______________ ③ ：___________________
(5)价电子(外围电子、特征电子)
① 号： 和上的电子数之和
② 主族元素 最外层电子数
③ 过渡金属原子 除和原子最外层有___个电子，其余元素的原子最外层都有___个电子
1
2
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
易错提醒
当能量相同的原子轨道在全满、半满、全空时原子的能量最低，如的电子排布式为的电子排布式
。
④ 过渡金属离子的价电子构型 优先失去________电子数
⑤ 元素的最高价 等于价电子数
最外层
原子 Fe Co Cu
价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d104s1
离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Cu+ Cu2+
价电子构型 3d6 3d5 3d7 3d6 3d10 3d9
元素 Cr Fe Mn As
价电子构型 3d54s1 3d44s2 3d54s2 4s24p3
最高价 +6 +8 +7 +5
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
（6）基态原子核外电子排布的表示方法(以铁原子为例)
各类要求的电子排布式：
①电子排布式：
②简化电子排布式：______________
③价电子(外围电子、特征电子)排布式：________
④最外层电子排布式：_____
⑤M层电子排布式：___________
⑥最高能级电子排布式：_____
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
各类要求的电子排布图：
①电子排布图：&19 &
②轨道表示式：&20 &
③价电子排布图：_______________
④原子结构示意图：________
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
5. 原子核外电子运动状态的描述—四个量子数
(1)主量子数只能取正整数)，描述原子中电子出现概率最大区域离核的远近(对应不同的能层)，用K、L、M、N等符号表示，决定______能量高低。
电子
(2)角量子数取值受的限制)，描述原子轨道或电子云的____
(对应不同的能级)，用等符号表示，与主量子数共同决定______的能量。
形状
电子
(3)磁量子数取值受的限制)，描述原子轨道或电子云在空
间的__________(对应不同的原子轨道)。
伸展方向
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
(4)自旋磁量子数，表示同一原子轨道中电子的两种______状态。如对于
基态的氟原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为或-，即：F原子核外电子数
为9，基态氟原子核外电子排布式为，其价电子排布式为，若一种
自旋状态用表示，与之相反的用-表示，则价电子自旋磁量子数的代数和为，也可以是。
自旋
6.原子状态与原子光谱
(1)基态原子：处于__________的原子。
最低能量
(2)激发态原子：基态原子的电子_____能量后，电子跃迁到_____能级，变成激发态原子。
吸收
较高
(3)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的____，可以用光谱仪摄取各种元素原子的______光谱或______光谱，总称原子光谱。
光
吸收
发射
基态原子
激发态原子
吸收能量
形成
吸收光谱
形成
发射光谱
释放能量
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
(4)光谱分析的应用：
①在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为______分析。
光谱
②生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、
荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放______有关。
能量
(1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。
(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化。
易错提醒
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
【例3】 （2025·山东德州模拟）下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价
正确的是( )
选项 电子排布式或轨道表示式 评价
A N原子的轨道表示式： 错误；违反洪特规则
B O原子的轨道表示式： 错误；违反泡利不相容原理
C K原子的电子排布式 错误；违反能量最低原理
D 的电子排布式： 错误；违反能量最低原理
C
知识点2　核外电子运动状态与排布原理　
【例4】（2025·河北邢台模拟）磷、氮、铁、氧存在于人体所有细胞中，是人体
健康不可缺少的元素，而成年人体内铁元素的含量约为，其中2/3集中在血
红蛋白内。下列说法中不正确的是( )
D
A.基态P原子的核外有3个未成对电子
B.表示的是激发态氧原子的电子排布式
C.的最外层电子排布式为
D.基态氮原子的最外层轨道表示式为
精炼高考真题·明确高考方向
1.(2025·江苏高考)科学家通过核反应发现氚。
下列说法正确的是( )
A.表示一个质子
B.的基态原子核外电子排布式为
C.与互为同位素
D.的原子结构示意图为
精炼高考真题·明确高考方向
2.(2025·浙江1月选考)下列化学用语表示不正确的是( )
A.基态S原子的电子排布式：
B.质量数为14的碳原子：
C.乙烯的结构简式：
D.的电子式：&29 &
B.的同位素可作为有机反应示踪原子
C.的电子式为：
D.的球棍模型为：
精炼高考真题·明确高考方向
3.(2025·甘肃高考)马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物，陶制文物的主
要成分为硅酸盐，下列有关表述错误的是( )
A.基态原子的价层电子排布图：
精炼高考真题·明确高考方向
4 .（2021·北京卷）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
5.(2022·山东高考)、的半衰期很短，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(　 　)
A.X的中子数为2
B.X、Y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
精炼高考真题·明确高考方向
6.(高考题组合)电子排布式和电子排布图的书写。
(2)（2023·全国高考乙卷）基态Fe原子的价电子排布式为 ___________。
(3)(2022·全国甲卷)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为___________；
(4)(2022·湖南等级考)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]______________；
(5)(2022·山东等级考)基态Ni原子的价电子排布式为__________；
(6)(2021·广东等级考)基态硫原子价电子排布式为________；
(7)(2021·湖南等级考)基态硅原子最外层的电子排布图为_____________。
3s23p4
3d104s24P4
3d64s2
3d84s2
(1)(2025·北京高考将的基态原子最外层轨道表示式补充完整：_____________。
化 学
THANK YOU

展开更多......

收起↑