内容正文:
主题四原子结构 元素周期律
第一讲 原子结构 核外电子排布
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1.了解原子的构成粒子和核素、同位素的概念与判断。
2.了解核外电子排布规律和电子排布的表示方法(电子排布式和轨道表示式)。
3.了解电子的跃迁和原子光谱。
4.熟练掌握1~36号元素的基态核外电子排布的表示。
逐点清(一) 原子结构与核素
系统教材·固本强基
(一)原子结构
1.构成原子的微粒及作用
2.微粒之间的数量关系
(1)原子
(2)离子
①阳离子的核外电子数= -所带电荷数。
②阴离子的核外电子数= +所带电荷数。
3.微粒符号及其意义
(二)元素、核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互关系
2.元素、核素、同位素的理解
(1)同位素的特征
同一元素的各种核素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大;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。
(2)同位素之间的转化,既不是物理变化也不是化学变化,是核反应。
3.氢元素的三种核素
H名称为氕,不含中子H用字母D表示,名称为氘或重氢H用字母 表示,名称为 或超重氢。
4.几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何原子均由质子、中子和核外电子构成 ( )
(2)质子数相同的微粒,相应的元素一定是同一种元素 ( )
(3Cl与Cl得电子能力几乎相同 ( )
(4)含有7个质子8个中子的氮原子可以表示为N ( )
(5)标准状况下,2.24 L氦气含有的质子数为0.4NA ( )
(6)1 mol重水和1 mol水中,中子数之比为2∶1 ( )
(7)(2024·甘肃卷)CC和C互为同位素 ( )
2.原子的相对原子质量与元素的相对原子质量概念辨析。
(1)原子(即核素)的相对原子质量: 。
(2)元素的相对原子质量:
。
3.(苏教必修1 P52 T7改编)在自然界中许多元素有多种核素,如氧元素存在O、O、O三种核素,氢元素有HHH三种核素。
(1)OOHH四种核素最多可以组成 种水分子。
(2)1 mol H2 O分子中含有 mol中子。
(3)科学研究发现H+在水中实际以水合氢离子(H3O+)的形式存在,在0.5 mol H3O+中含有 个质子。
4.元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念,原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号H2、H2CLiNa、NLiMg,回答下列问题:
(1)表示核素的符号共 种。
(2)互为同位素的是 和 。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是 和 。
(4)中子数相等,但质子数不相等的是 和 。
迁移应用·深化学习
牛刀小试
1.(2024·上海卷)有关18F与19F说法正确的是 ( )
A.是同种核素 B.是同素异形体
C.19F比18F多一个电子 D.19F比18F多一个中子
2.(2025·浙南名校联盟联考)重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法不正确的是 ( )
A.氘(D)的原子核外有1个电子
B.1H与D互称同位素
C.H2O与D2O互称同素异形体
D.1 mol D2O中含有10 mol中子
3.(2025·郑州市第三十七中学期中)下列关于指定粒子构成的描述正确的是 ( )
A.37Cl与39K具有相同的电子层数
B.H3O+与OH-具有相同的质子数
CFl与Pb具有相同的中子数
D.16O和17O具有相同的电子数
4.OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下OHeOX;OHeOY。下列说法正确的是 ( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2O2分子是因其化学键不稳定
5.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为 ,所含中子的物质的量为 ,所含质子数为 ,所含电子数为 。
练后补强
1.抓住描述对象突破“四同”判断
同位素
原子,如HH
同素异形体
单质,如O2、O3
同系物
化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3
同分异构体
化合物,如正戊烷、新戊烷
2.掌握计算一定质量某物质中粒子数的流程
自我补给
逐点清(二) 核外电子排布
系统教材·固本强基
1.核外电子运动状态
(1)电子云
由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。
(2)核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成能层,同一能层的电子,还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(3)原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系
能层(n)
一
二
三
四
能层符号
K
L
能级符号
1s
2s
2p
各能级原子轨道数
1
1
3
各能层原子轨道数
1
4
最多容纳电子数
2
8
2.基态与激发态 原子光谱
(1)基态与激发态
基态原子
处于 的原子
激发态原子
基态原子吸收能量,它的电子会 到较高能级,变为激发态原子
(2)原子光谱
不同元素原子的电子发生跃迁时会 或 不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
3.原子核外电子排布规律与表示方法
(1)电子排布原则
能量
最低原理
在构建基态原子时,电子将尽可能地占据 的原子轨道,使整个原子的
泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳 个电子,它们的自旋
洪特规则
基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋
(2)核外电子的填充顺序遵循构造原理
(3)基态原子核外电子排布的表示方法(以S原子为例)
电子排布式
简化电子排布式
价层电子排布
价层电子轨道表示式
(电子排布图)
基本能力自查
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)p能级能量不一定比s能级的能量高 ( )
(2)2p和3p轨道形状均为哑铃状,能量也相等 ( )
(3)电子发生跃迁可形成吸收光谱或发射光谱 ( )
(4)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz) ( )
(5)1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 ( )
(6)铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6 ( )
(7)22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理 ( )
2.如图是s能级和p能级的原子轨道示意图。
试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈 形,每个s能级有 个原子轨道;p电子的原子轨道呈 形,每个p能级有 个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是 能级电子,其电子云在空间有3个互相 (填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是 。
3.电子排布式的书写顺序与电子排布顺序相同吗?为什么?
4.价层电子排布式与最外层电子排布式相同吗?试举例说明。
5.钾能发生焰色试验的原因是什么?
迁移应用·深化学习
题点(一) 电子排布式(图)的书写
1.填空。
(1)(2024·新课标卷·节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为 。
(2)(2024·北京卷·节选)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整: 。
(3)(2023·浙江6月选考·节选)基态N原子的价层电子排布式是 。
(4)(2023·全国乙卷·节选)基态Fe原子的价层电子排布式为 。
(5)(2023·广东卷·节选)基态Fe2+的3d电子轨道表示式为 。
(6)(2022·全国甲卷·节选)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。
(7)(2022·湖南卷·节选)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 。
(8)(2022·山东卷·节选)基态Ni原子的价层电子排布式为 。
题点(二) 核外电子排布规律的应用
2.氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
3.下列Li原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填字母)。
4.判断电子的运动状态(按要求填空)。
(1)基态F原子核外电子的运动状态有 种。
(2)基态钛原子的价层电子排布式为 ,其原子核外电子的空间运动状态有 种,共有 种运动状态不同的电子。
(3)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有 种。
题点(三) 化学用语的正误判断
5.(2025年1月·八省联考河南卷)下列化学用语或图示正确的是 ( )
A.CaO的电子式:Ca2+[︰︰]2-
B.Li+的结构示意图:
C.中子数为38的镓原子Ga
D.的化学名称:2⁃乙基戊烷
6.(2023·湖南卷)下列化学用语表述错误的是 ( )
A.HClO的电子式:H︰︰︰
B.中子数为10的氧原子O
C.NH3分子的VSEPR模型:
D.基态N原子的价层电子排布图:
7.(2024·甘肃卷)下列化学用语表述错误的是 ( )
A.Ca2+和Cl-的最外层电子排布图均为
B.PH3和H2S的电子式分别为H︰︰H和H︰︰H
C.CH2CHCH2CH2CH3的分子结构模型为
D.C、C和C互为同位素
C、C和C互为同位素
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