2026届高三化学一轮复习 第19讲 原子结构与核外电子排布

第19讲　 原子结构与核外电子排布 B 【真题导入】 （2024湖北卷）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是（ ） A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 【真题导入】 A 考向预测 原子结构高考考查力度不是很大，命题角度主要围绕以下几个方面： 一是元素、核素和同位素的概念及性质； 二是原子结构及各粒子“量”之间关系； 三是电子式的书写，结合其他化学用语一起考查，如结构简式、结构式等； 四是8电子18电子微粒结构判断、稳定结构的判断及应用。 【目标与素养】 1. 原子的构成 (1)构成原子的 微粒及作用 核素 元素 化学 【考点梳理】 考点1 原子结构 【考点梳理】 (2)微粒符号周围数字的含义 ①原子： ②阳离子：核外电子数＝ －所带电荷数。 ③阴离子：核外电子数＝ ＋所带电荷数。 (3)微粒间的数量关系 中子 质子 质子数 质子数 【考点梳理】 【疑难突破】 ★寻找“18电子”微粒 【疑难突破】 ★寻找“10电子”微粒 2．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。 【考点梳理】 (3)氢元素的三种核素 H：名称为________，不含中子； H：用字母________表示，名称为________或重氢； H：用字母________表示，名称为________或超重氢。 【师说·助学】　原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。 (4)几种重要的核素 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 氕 D 氘 T 氚 【考点梳理】 3. 电子式 (1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的____________的式子。 (2)常见微粒电子式书写 最外层电子 ①原子：Na ，Mg ，S ，N ，C ； ②离子：Mg2+ ， S2— ， OH－ ， O22－__________ ；NH4+ 。 【考点梳理】 Na × N ·· · · · C · · · · ③H2O ，H3O＋ ，OH- ，—OH ； ④CH4 ，CH3+ ，CH3- ，—CH3 ; ⑤NH3 ，N2H4 ，NH2— ，—NH2 ； 【考点梳理】 Na2O2 ，NH4Cl ，CaCl2 , Na2S ，NaH ，CaH2 ， NaBH4 ，CaC2 ， 【考点梳理】 ⑥离子化合物： Ca2+ Ca2+ 【考点梳理】 ⑧共价分子： N2 ， HClO ，CO2 ， CS2 ； C2H4 ，C2H2 ， (3)用电子式表示化合物的形成过程 ①离子化合物：如NaCl_______________________ 。 ②共价化合物：如HCl________________________ 。 【考点梳理】 K2S MgCl2 1.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。 (1)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 ____ ____ ____ ____…… 能级符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 各能级原 子轨道数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 【考点梳理】 考点2 核外电子排布 最多容纳 电子数 ____ ____ ____ ____ 2 8 18 32 离核越近能量越低。 n2 2n2 (2)电子云 电子云：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 的形象化描述。电子云图绘制比较困难，常用电子云轮廓图代替。 概率密度分布 电子云轮廓图：将电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。 x y z s电子云的球形轮廓 【考点梳理】 能级符号 ns np nd nf 轨道形状 — — 轨道数目 轨道能量 ①相同能层上的原子轨道：ns np nd nf； ②形状相同的原子轨道：1s 2s 3s 4s； ③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道：px py pz； ④能量相同的原子轨道称为 轨道！ (3)原子轨道 球形 哑铃形 1 3 5 7 < < < < < < = = 简并 一个空间运动状态称为一个原子轨道 【考点梳理】 (4)电子自旋 ①电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋______的电子。 ②箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋______。 相反 平行 【考点梳理】 2．核外电子排布依据 (1)排布原理 ①能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道， 使整个原子的能量最低。 ②泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。 ③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，且自旋平行。 如2p3的电子排布为 ，不能表示为 【考点梳理】 ★当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7) 和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。 【考点梳理】 (2)填充顺序——构造原理 ★当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。 (3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例) 电子排布式 ________________ 简化电子排布式 ________________ 价层电子排布式 ________________ 价层电子轨道表示式(电子排布图) ________________ 1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4 【考点梳理】 3．基态与激发态　原子光谱 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，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吸收或释放不同的光，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。 吸收 发射 【考点梳理】 1. (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 B 【典例分析】 2、(2022·河北卷)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_____ 。 3、(2021·河北卷)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，其价电子自旋磁量子数的代数和为________ 。 1∶2或2∶1 ＋或－ 【典例分析】 5、(22·全国乙卷)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.1s22s12p2 d.1s22s22p33p2 【典例分析】 ad　 d 4、(2023·浙江)由硅原子形成三种微粒，电子排布式分别为： ①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1， 其中属于基态粒子的是_____，属于激发态粒子的是________。 ①② ③ ★符合核外电子排布原理的粒子均为基态粒子，否则为激发态粒子。 6、（2021·河北卷）在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________ (填离子符号)。 K＋和P3－ 【典例分析】 (2022·山东卷)eq \o\al(13, 8)O、eq \o\al(15, 8)O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应 如下：eq \o\al(16, 8)O＋eq \o\al(3,2)He→eq \o\al(13, 8)O＋eq \o\al(a,b)X；eq \o\al(16, 8)O＋eq \o\al(3,2)He→eq \o\al(15, 8)O＋eq \o\al(m,n)Y。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.eq \o\al(13, 8)O、eq \o\al(15, 8)O可用作示踪原子研究化学反应历程 D.自然界不存在eq \o\al(13, 8)O2、eq \o\al(15, 8)O2分子是因其化学键不稳定 $$