内容正文:
第1节 原子结构 核外电子排布
第2节 元素周期表与元素周期律
考法突破7 文字叙述型元素推断
考法突破8 信息综合型元素推断
目 录
CONTENTS
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第1节 原子结构 核外电子排布
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2
1.原子的构成及各微粒之间的数量关系
原子 X)
(1)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
知识清单
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2.元素、核素、同位素的概念及相互关系
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注意
①考古时利用 C测定一些文物的年代 H和 H用于制造氢弹,利用放射性同位素释放
的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。此外,考古研究中还利用 C和 N的
测定,分析古代人类的食物结构。
②核素间的转化不属于化学变化,也不属于物理变化。一般情况下,核素间的变化遵循
质量数守恒和质子数守恒。
③有的核素没有中子,如 H(可能是元素推断题的题眼)。
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3.基态、激发态及光谱分类
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注意
①对于同一种原子来说,能量:基态原子<激发态原子。稳定性:基态原子>激发态原
子。②原子核外电子的能量是量子化的,导致原子光谱是不连续的线状光谱,可利用原
子光谱的特征谱线来鉴定元素。③焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与
原子核外电子跃迁释放能量有关(电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态
或基态时,释放能量)。
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4.电子云与原子轨道
(1)概率密度:用P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则 称为概率密度,用ρ
表示。
(2)电子云:核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,被形象地称作电子云。
(3)原子轨道: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。常
用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。
(4)原子轨道的能量高低存在以下规律:
能量关系
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注意
电子的空间运动状态总数≠电子的运动状态总数。不同原子轨道的空间取向不同,所
以电子的空间运动状态总数=电子占有的原子轨道总数;每个原子轨道最多容纳两个
电子且自旋取向不同,故所有电子的运动状态均不相同,即电子的运动状态总数=电子
总数。如基态Na原子的核外电子有6种空间运动状态,有11种运动状态。
5.能层与能级
(1)核外电子按能量不同分成能层。能层越高,电子的能量越高。电子的能层由内向外
排序,其序号、符号及所能容纳的最多电子数如下:
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能层 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
最多
电子数 2 8 18 32 50 72 98
(2)同一能层的电子,还被分成不同能级。任一能层的能级总是从s能级开始,能级数=该
能层序数,即第一能层只有1s一个能级,第二能层有2s、2p两个能级,第三能层有3s、
3p、3d三个能级……
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能层 能级 轨道名称 轨道
形状 轨道
数目 最多容纳
的电子数
K 1s 1s 球形 1 2
L 2s 2s 球形 1 2
2p 2px、2py、2pz 哑铃形 3 6
M 3s 3s 球形 1 2
3p 3px、3py、3pz 哑铃形 3 6
3d …… …… 5 10
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N 4s 4s 球形 1 2
4p 4px、4py、4pz 哑铃形 3 6
4d …… …… 5 10
4f …… …… 7 14
第n层 …… …… …… …… ……
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6.基态原子的核外电子排布
(1)构造原理
电子填入能级的顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……
(2)排布原则
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注意
①各电子层最多容纳的电子数为2n2。②最外层最多容纳的电子数为8个,当K层为最外
层时,电子数不超过2个。③次外层最多容纳的电子数为18个。
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原子结构示意图
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
电子排布图
(轨道表示式)
价电子排布式 3s23p4
(3)基态原子核外电子排布的表示方法(以硫原子为例)
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注意
①答题时需注意区分价电子排布式与电子排布式。②在主族元素中,价电子就是最外
层电子;副族元素中的有些元素的价电子除最外层外,还包括次外层电子或倒数第三层
电子,如Cr、Cu的价电子排布式分别为3d54s1、3d104s1。
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1.(2026届北京丰台开学考,1)我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。核聚变原
料的制备与核聚变的产物如下图所示。
下列说法不正确的是 ( )
A H H互为同位素
B H H的化学性质基本相同
即练即清
C Li的中子数为3
D.元素的第一电离能:H>He>Li
D
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解析 H H是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子,互为同位素,A正确。同位
素的化学性质基本相同,故 H H的化学性质基本相同,B正确。在原子中,质子数+中子
数=质量数,则 Li的中子数为6-3=3,C正确。元素周期表中每个周期的第一种元素的第
一电离能最小,最后一种元素(稀有气体,结构稳定)的第一电离能最大,则第一电离能:
He>H;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:H>Li,D错误。
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2.(2025重庆西南大学附中二诊,3)LiFePO4、LiCoO2等均可作锂离子电池的电极材料,
关于其组成元素的说法错误的是 ( )
A.Li的焰色试验中形成发射光谱
B.Fe和Co都位于周期表的d区
C.基态P原子核外电子有9种空间运动状态
D.第二周期中第一电离能介于Li和O之间的元素有4种
D
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解析 Li的焰色试验中,灼烧时,电子吸收能量跃迁至激发态,激发态能量高不稳定,电
子会从激发态跃迁到能量较低的激发态或基态并释放能量,形成发射光谱,A正确。Fe
的价层电子排布为3d64s2,Co的价层电子排布为3d74s2,都位于周期表的d区[注意:按照核
外电子排布,可把元素周期表划分成5个区,除ds区外,各区的名称为按构造原理最后填
入电子的能级的符号],B正确。基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,核外电
子占据了9个原子轨道,即核外电子有9种空间运动状态,C正确。同周期主族元素从左
到右,第一电离能呈增大趋势,由于N的2p轨道半充满,较稳定,故N的第一电离能大于O,
第二周期中第一电离能介于Li和O之间的元素有Be、B、C,共3种,D错误。
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3.(2026届江苏东台一中开学考,2)下列叙述正确的是 ( )
A.基态Cu2+的核外电子排布式:[Ar]3d10
B.K原子结构示意图:
C.基态O原子核外电子轨道表示式:
D.基态Fe3+的价层电子排布式:3d64s2
B
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解析 Cu是29号元素,核外电子排布式为[Ar]3d104s1,则基态Cu2+的核外电子排布式为
[Ar]3d9,A错误。K是19号元素,位于元素周期表第四周期第ⅠA族,原子结构示意图为
,B正确。不符合洪特规则,基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,则轨道表示式
应为 ,C错误。Fe是26号元素,核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价层电
子排布式为3d64s2,则基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,D错误。
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