第六章 第24讲　原子结构　原子核外电子排布 -【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第六章　物质结构与性质 元素周期律 第24讲　原子结构　原子核外电子排布 高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (1)原子结构与核外电子排布 湖南卷(2024，2023，2022，2021)，辽宁卷(2023，2022，2021)，湖北卷(2024，2023)，广东卷(2023，2022，2021)，山东卷(2024，2023，2022，2021，2020)，海南卷(2023，2022，2021)，江苏卷(2024，2023，2022，2021)，浙江卷(2024，2023，2022，2021，2020)，北京卷(2023)，甘肃卷(2024) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (2)元素周期表和元素周期律 辽宁卷(2023)，湖北卷(2023)，广东卷(2023)，湖南卷(2024，2023，2022，2021)，河北卷(2024，2022)，山东卷(2021，2020)，江苏卷(2024，2023，2022，2021)，北京卷(2021)，浙江卷(2024，2023，2022，2021，2020)，全国甲卷(2024，2023)，全国乙卷(2023，2022，2021)，新课标全国卷(2023) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (3)分子的空间结构与性质 山东卷(2024，2023，2022，2021，2020)，湖南卷(2024，2023)，广东卷(2022，2021)，湖北卷(2023，2022)，辽宁卷(2024，2023，2022，2021)，江苏卷(2022，2021)，河北卷(2022)，海南卷(2023，2022，2021)，北京卷(2023，2022，2021)，全国甲卷(2023，2022，2021)，新课标全国卷(2024) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 高 考 命 题 研 究 考点分布 考情统计 (4)晶体结构与性质 广东卷(2023，2022，2021)，辽宁卷(2024，2023，2022，2021)，山东卷(2024，2023，2022，2021，2020)，湖南卷(2023)，湖北卷(2024，2023，2022)，海南卷(2022，2021)，江苏卷(2024，2022，2021)，北京卷(2023，2022，2021)，全国甲卷(2023，2022，2021)，甘肃卷(2024)，安徽卷(2024)，河北卷(2024) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 课标引领 1.知道元素、核素的含义，了解原子核外电子的排布。 2．知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 3．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。 4．知道原子核外电子的能级高低顺序，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。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 栏目索引 考点一 原子结构 核素与同位素 考点二 原子核外电子的排布 1．原子结构 (1)构成原子的粒子及作用 考点一 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (2)粒子之间的数量关系 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 2．元素、核素和同位素 (1)概念及相互关系 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的_________不同，_________相同，化学性质_________，物理性质_________； ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 中子数 质子数 完全相同 差异较大 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (3)氢元素的三种核素 1 2 D T 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (4)常见的重要核素及其应用 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 √ √ √ 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 B 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 判断同位素的两个要点 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 [练1](双选)(2025·辽宁沈阳二中月考)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的中子数为122 C．204Pb和206Pb互为同位素 D．Pb的原子半径比Ge小 AD 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： Pb是82号元素，属于第六周期元素，A错误；Pb是82号元素，Pb的质子数为82，则204Pb的中子数为204－82＝122，B正确；204Pb和206Pb是Pb元素形成的两种核素，其质量数不同，故互为同位素，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错误。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 A 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 A 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 考点二 1．能层、能级和原子轨道 (1)能层(n) 核外电子按_________不同分成能层，电子的能层由内向外排序，通常用K、L、M、N……表示，能量依次_________。 能量 升高 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (2)能级 同一能层里的电子按_________不同将其分成不同的能级，通常用_____________等表示；同一能层里，各能级的能量按ns、np、nd、nf……的顺序依次_________。 能量 s、p、d、f 升高 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (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，即电子在核外经常出现的区域。 原子轨道 轨道形状 轨道数目 s _________ 1 p _________ 3 d — 5 f — 7 空间运动状态 球形 哑铃形 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 √ √ 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 2.基态、激发态和原子光谱 (1)基本概念 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (2)相互关系 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 基态氟原子核外共有9个电子，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，电子排布式不同于基态氟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3s能级，故能量较高的是d。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 3.基态原子的核外电子排布 (1)构造原理 如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的填充顺序图示。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (2)核外电子排布“三原则” 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 (3)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以基态磷原子为例 电子排布式 1s22s22p63s23p3 简化电子排布式 [Ne]3s23p3 价层电子排布式 3s23p3 轨道表示式 (或电子排布图) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 √ × × 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 × × × 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 考向一　基态原子(离子)核外电子排布式 [例1] (1)(2023·全国乙卷，节选)基态Fe原子的价层电子排布式为____________。 (2)(2022·湖南卷，节选)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]________。 (3)(2022·海南卷，节选)基态O原子的电子排布式为____________，其中未成对电子有________个。 (4)(2022·全国甲卷，节选)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为_______________________________________________________________。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 [练1] (1)(2023·浙江6月选考卷，节选)基态N原子的价层电子排布式是________。 (2)(2022·广东卷，节选)Se与S同族，基态硒原子价层电子排布式为__________。 答案：(1)2s22p3 (2)4s24p4 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 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、原子轨道和自旋方向，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。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 [练2](双选)(2024·山东青岛期初调研)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物。下列说法不正确的是(　　) A．基态Mg原子核外电子的运动状态有6种 B．基态K＋最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 C．基态Cr原子的价层电子轨道表示式为 D．从结构角度分析，Fe2＋的稳定性强于Fe3＋ AD 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 基态Mg原子核外有12个电子，各电子的运动状态均不相同，故核外电子的运动状态有12种，A错误；基态K＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，电子占据的最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃形，B正确；基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，则其价层电子轨道表示式为 ，C正确；基态Fe2＋、Fe3＋的价层电子排布式分别为3d6、3d5，Fe3＋的3d轨道处于半充满的稳定状态，其稳定性强于Fe2＋，D错误。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 B 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 D 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 同一基态原子，ns电子的能量高于(n－1)p电子的能量，但不同基态原子则不一定，A错误；Na、Mg、Al的价层电子排布式分别为3s1、3s2、3s23p1，则Na和Al都有1个未成对电子，Mg原子不含未成对电子，B错误；最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应的元素可能是非金属，如H的价层电子排布式为1s1，C错误；X是基态硫原子，Y是基态氧原子，其价层电子中均有2个未成对电子，D正确。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 3．(双选) (2025·辽宁抚顺五校联考)最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂——FSO2N3。下列有关元素F、S、O、N的说法不正确的是(　　) A．基态氟原子核外电子的运动状态有9种 B．基态硫原子价层电子轨道表示式： C．基态氧原子核外电子的空间运动状态有4种 D．基态氟原子核外未成对电子数最多 CD 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 原子核外各电子的运动状态均不相同，故基态氟原子核外电子的运动状态有9种，A正确；基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4，其价层电子轨道表示式为 ，B正确；基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，电子占据1s、2s轨道和3个2p轨道，故核外电子的空间运动状态有5种，C错误；基态氮原子核外电子排布式为1s22s22p3，根据洪特规则，2p轨道的3个电子分占3个不同轨道，有3个未成对电子，基态氧和硫原子有2个未成对电子，基态氟原子有1个未成对电子，故基态氮原子核外未成对电子数最多，D错误。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 BD 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 B 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 解析： 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 6．(1)(2024·新课标全国卷，节选)Ni基态原子价电子轨道表示式为________。 (2)(2023·北京卷，节选)基态S原子价层电子排布式是________。 (3)(2023·广东卷，节选)基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为________________。 (4)(2023·天津卷，节选)铜的价层电子排布式是________________。 (5)(2022·重庆卷，节选)基态Zn2＋的电子排布式为____________。 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 答案：(1) 返回导航 第1轮 化学 第六章　物质结构与性质 元素周期律 课时作业（24） 谢谢观看！ 氢元素的原子核 原子 名称 原子符号 (X) 质子数(Z) 中子数(N) 1 0 氕 H 1 _________ 氘 H或_________ 1 _________ 氚 H或_________ C 核素 U _______ H(D) H(T) _______ 用途 核燃料 用于考 古断代 制_________ 示踪原子 氢 O 判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2023·湖南卷)中子数为10的氧原子：O(　　 　　) (2)(2023·广东卷)创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的2H与3H互为同位素(　　 　　) (3)(2022·广东卷)核电站反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素(　　 　　) 考向一　元素、核素和同位素及辨析 [例1] (2021·天津卷)核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘(H)是核聚变反应的主要原料，下列叙述正确的是(　　) A．H的中子数为2 B．H的核电荷数为1 C．H是自然界中最轻的原子 D．H是氢元素的一种同素异形体 H的中子数为2－1＝1，A错误；H的质子数为1，则核电荷数为1，B正确；自然界中最轻的原子是H，不是H，C错误；H是氢元素的一种同位素，D错误。 考向二　微观粒子中各粒子数的关系及计算 [例2] (2022·北京卷)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中值不变。土壤生物中值与土壤中值有效相关。测定土壤生物中值可进行产地溯源。下列说法不正确的是(　　) A．Sr位于元素周期表中第六周期第 Ⅱ A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值相同 Sr位于元素周期表中第五周期第 Ⅱ A族，A错误；质谱法可以测定原子的相对原子质量，87Sr和86Sr的相对原子质量不同，可以用质谱法区分，B正确；87Sr含有的中子数为87－38＝49，86Sr含有的中子数为86－38＝48，C正确；由题意可知，38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中值不变，D正确。 [练2] 考古研究中利用C和N的测定，分析古代人类的食物结构。下列关于C和N的叙述正确的是(　　) A．C和N质子数不同 B．C和N互为同位素 C．C和N质量数相同 D．C和N中子数相同 C和N的质子数分别为6、7，其质子数不同，A正确；C和N是两种元素形成的核素，不互为同位素，B错误；C和N的质量数分别为13、15，其质量数不同，C错误；C和N的中子数分别为7、8，其中子数不同，D错误。 判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2023·北京卷)2pz电子云图为(　　 　　) (2)(2023·湖北卷)用电子云轮廓图表示H—H的s-s σ键形成的示意图： (　　 　　) (2022·全国乙卷，节选)氟原子激发态的电子排布式有ad，其中能量较高的是d(填标号)。 a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d．1s22s22p33p2 判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 答案：(1)3d64s2 (2)3d104s24p4 (3)1s22s22p4　2 (2)Se与S同主族，处于S的下一周期，其核外电子总数为34，其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。 (3)基态O原子核外有8个电子，电子排布式为1s22s22p4，其价层电子轨道表示式为，故未成对电子数为2。 (4)基态F原子核外有9个电子，其价层电子排布图(轨道表示式)为。 考向二　核外电子的运动状态及描述 [例2] (1)(2022·河北卷，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)(2021·山东卷，节选)基态F原子核外电子的运动状态有________种。 (3)(2021·河北卷，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______。 答案：(1)1∶2或2∶1　(2)9　(3)＋或－ 1．(2025·北京朝阳区统考)Cs为第 Ⅰ A族元素，Cs是铯的一种放射性同位素，可用于某些癌症的治疗。下列关于Cs的说法不正确的是(　　) A．Cs原子核外电子数为55 B．Cs原子核内中子数为137 C．原子半径：Cs＞K D．Cs的化学性质与K相似 Cs原子核内质子数为55，质量数为137，则中子数为82，B错误；Cs和K处于同主族，其化学性质相似，Cs处于K的下方，则Cs的原子半径大于K，C、D正确。 2．下列说法正确的是(　　) A．ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量 B．Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多 C．价层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素 D．基态X原子的结构示意图为，基态Y原子核外有2个电子层，电子式为，则X和Y的未成对电子数相同 4．(双选) (2025·湖北重点中学协作体联考)用中子轰击X原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为X＋n―→Y＋He。已知元素Y在化合物中呈＋1价。下列说法正确的是(　　) A．基态X原子核外有5种不同能量的电子 B．基态Y原子中电子占据的最高能级轨道呈球形 C．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2 D．6Y和7Y互为同位素 根据核反应为X＋n―→Y＋He可知，X的质量数N为4＋7－1＝10，又因为Y在化合物中呈＋1价，则推知Y位于第 Ⅰ A族，质量数＝质子数＋中子数，Y的质量数为7，故Y为Li，X为B。基态Li原子核外电子排布式为1s22s1，2s能级轨道呈球形，B正确；Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，C错误；6Li和7Li的质子数均为3，中子数不同，两者互为同位素，D正确。 根据质量守恒可知，X为He，Y为He。X为He，根据质量数等于质子数加中子数可知，该粒子的中子数为4，A错误；X为He，Y为He，两者是具有相同质子数而不同中子数的原子，故互为同位素，B正确；8O与8O的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；自然界中不存在8O2与8O2并不是其化学键不稳定，而是由于8O与8O的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为其他原子，D错误。 $$