第5章第15讲　原子结构　核外电子排布-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考化学新编大一轮总复习（鲁科版）

第15讲　原子结构　核外电子排布 [课标要求]　1.能说明微观粒子的运动状态与宏现物体运动特点的差异。2.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，并说明含义。 考点一　原子结构与核素 1．构成原子的微粒及作用 2．构成原子或离子的微粒间的数量关系 (1)质量数(A)：质子数(Z)＋中子数(N)。 (2)原子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。 (3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数。 (4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数。 3．一个信息丰富的符号 4．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的关系 (2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。 (3)同位素的“六同三不同” (4)常见的重要核素及其应用 核素 92U 6C H H 8O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 ►题组一　“三素”“两同”概念辨析 1．16O和18O是氧元素的两种核素，下列说法正确的是(　　) A．16O2与18O2互为同素异形体 B．16O与18O核外电子排布方式不同 C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 D．16O与18O互为同位素 解析　同素异形体是指同一元素形成的结构不同的单质，A错误；16O和18O质子数相同，核外电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，但两种核素的中子数不同，则16O和18O互为同位素，B错误，D正确；16O和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以化学变化不能实现16O与18O间的转化，C错误。 答案　D ►题组二　微粒中粒子数的计算 2．(1)1 mol HO与1 mol D2O中子数之比为________。 (2)已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是_______________________________________________。 解析　(2)质量数＝质子数＋中子数，则R的质子数为(m－n)，故R2－的核外电子数为(m－n＋2)，w g R原子的物质的量为＝ mol，所以w g R2－含有电子的物质的量为 mol×(m－n＋2)＝ mol。 答案　(1)1∶1　(2) mol ►题组三　利用核反应式确定元素 3.6C的衰变反应为6C→ZX＋ 0－1e，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5 730年。下列说法正确的是(　　) A.6C与X互为同位素 B.6C与X的中子数相同 C.6C和6C的价层轨道电子数相差2 D．某考古样品中6C的量应为其11 460年前的 解析　Z＝7，6C与X质子数不相同，不互为同位素，A错误；6C与ZX的中子数分别为14－6＝8,14－7＝7，中子数不同，B错误；6C和6C的核外电子数均为6，核外电子排布相同，价层轨道电子数相同，C错误；根据半衰期的定义，某考古样品中6C的量应为其5 730年前的，为5 730×2＝11 460年前的，D正确。 答案　D 4．(2022·河北模拟) Y是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线或核爆炸产生的中子轰击X，可使X转变为Y：X＋n→Y＋H，其中Y的中子数为8。下列叙述正确的是(　　) A.Y的质量数为15 B．Y和氢元素可形成多种化合物 C．X原子半径大于Y D．受碱腐蚀致伤，应用X的含氧酸清洗 解析　根据：X＋n→Y＋H，其中Y的中子数为8，A－W＝8，Z＝W＋1,2Z＝A，Z＝7，A＝14，W＝6，X为N，Y为C。A.C的质量数为14，错误；B.碳元素和氢元素可形成多种化合物，正确；C.原子半径r(C)＞r(N)，错误；D.受碱腐蚀致伤，先用大量水冲洗，然后用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗，再用水冲洗，错误。 答案　B [归纳总结] 1．核反应方程示例 (1)铀238的α衰变：U→Th＋He (2)碳14的β衰变：C→N＋ e (3)钋209的α衰变：Po→Pb＋He (4)卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H (5)查德威克发现中子：Be＋H→6C＋n (6)铀核裂变反应：U＋n→Kr＋56Ba＋3n (7)氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n 2．核反应遵循的两守恒 (1)反应前后质量数之和不变。 (2)反应前后质子数之和不变。 考点二　原子核外电子排布 1．能层、能级与原子轨道 (1)能层(n) 核外电子按能量不同分成能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次增大。 (2)能级 同一能层电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f表示。 (3)原子轨道 量子力学把电子在