01 第22讲 原子结构 原子核外电子排布-（学生用书）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

该高中化学高考复习学案系统梳理了原子结构与核外电子排布核心考点，涵盖原子构成、核素同位素、能层能级、电子云及排布规律等内容，通过问题链和任务驱动设计，引导学生从微观粒子关系到电子运动状态自主构建知识网络，体现考点梳理的系统性和层次性。 亮点在于自主诊断与分层进阶设计，开篇设置“对点自测”判断正误题帮助学生精准定位薄弱点，题组练习分概念辨析和粒子数确定等层次，培养科学思维和证据推理能力。每个考点配有微点拨和经典真题演练，助力学生自主提升，教师可通过学情反馈实现因材施教，有效培养学生自主复习能力。

第六单元　物质结构　元素周期律 第22讲　原子结构　原子核外电子排布 　 1.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。 2.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。 3.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。 考点一　原子结构　核素和同位素 1.原子的构成 (1)构成原子的微粒及作用 (2)原子中的数量关系 2.元素、核素和同位素 (1)概念及相互关系 (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。 [微点拨] 同位素之间的转化是核反应,不是化学变化。 (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。  (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 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)[2023·江苏卷]　HHH都属于氢元素 (　) (2)[2024·甘肃卷]　CC和C互为同位素 (　) (3)通过化学变化可以实现 16O与 18O间的相互转化　　 (　) (4)不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同 (　) (5)[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 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　“三素”“两同”概念辨析 1.在 LiLiNaMgCN中,下列说法正确的是 (　) A.C和 N的质量数相等,互为同位素 B.　6 3Li和 Li的质子数相同,互为同位素 C.　Na和 Mg的中子数相等,互为同素异形体 D.　C和C互为同位素C在考古中常用于文物年代的鉴定 2.现有下列9种微粒HHCCN、Fe2+、Fe3+O2O3。按要求完成以下各题: (1HH分别是氢元素的一种　　　　,它们互称　　　　。  (2)互为同素异形体的微粒是　　　　　　。  (3Fe2+的中子数为　　　,核外电子数为　　　。  (4)上述9种微粒中有　　　　种核素,含有 　　　　种元素。  题组二　微粒中粒子数的确定 3.[2024·广东河源中学调研] 铋可改善钢的加工性能。元素周期表中铋与砷(As)同主族,其最稳定的同位素是Bi。下列说法不正确的是　　 (　) A.　Bi的核外电子数是83 B.　Bi的中子数是126 C. Bi的原子半径比As的小 D.　Bi和Bi互为同位素 4.R中共有x个电子,R原子的质量数为A,则a g R中含有质子的物质的量为 (　) A.(x+24-n) mol B.(x-24-n) mol C.(x-n) mol D.(x-n) mol 考点二　原子核外电子的排布 1.能层与能级 (1)能层(n)(即电子层) 原子核外电子是　　　　排布的,根据电子的　　　　差异,可将核外电子分成不同的能层。每个能层最多能容纳的电子数为　　　　。  (2)能级 同一能层的电子,　　　　　也可能不同,不同 能量的电子分成不同的能级,通常用能级符号　　　　等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。  不同能层的能级表示方法是在能级符号前面加能层序号,如第3层的各能级表示为3s、3p、3d。则第n能层各能级的能量顺序为　 。  (3)能层与能级的关系 能层 一 二 三 四 五…… 符号 K L M N O…… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …… 电子离 核远近 近→远 电子能 量高低 　　　　→　　　　  2.电子云与原子轨道 (1)电子云 电子云是处于一定　　　　　　　的电子在原子核外空间的　　　　　分布的形象化描述。  (2)原子轨道 原子轨道表示电子在原子核外的一个空间运动状态。同一能层中各能级的电子分别占据各自的原子轨道,它们有不同的形状、个数和伸展方向。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s 　　　  　　　  p 　　　  　　　  d 复杂 5 f 复杂 7 (3)各能层、能级电子具有能量的比较 能量 关系 [微点拨1] ①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。 ②一个原子核外电子的空间运动状态种类数=该原子核外电子占据的原子轨道数。 3.原子核外电子的排布 (1)排布规律(书写原则) [微点拨2] 当能量相同的简并轨道处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,能量最低。例如,基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 (2)构造原理(填充顺序) 以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为　　　　　　,如图为构造原理示意图:  4.基态与激发态原子光谱 (1)基态与激发态 (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,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。  (3)基态、激发态及形成光谱示意图(电子的跃迁) [微点拨3] ①电子的跃迁是在原子内部进行的,原子组成没有变化。 ②电子跃迁一般发生在能量相近的能级间,激发态原子释放能量不一定变成基态原子。 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)[2023·湖南卷] 基态N原子的价层电子排布图: (　) (2)[2024·甘肃卷] Ca2+和Cl-的最外层电子排布图均为 (　) (3)1s、2s和3s能级轨道的形状均为球形,其能量随能层序数增大而升高 (　) (4)基态镍原子的核外电子3d轨道上的未成对电子数为3 (　) (5)[2024·贵州卷] 锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 (　) (6)基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,核外电子的运动状态有8种 (　) (7)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理　　 (　) (8)[2024·山东卷] 激发态H原子的轨道表示式: (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　核外电子运动状态的描述 1.[2025·湖北部分高中协作体模拟] 下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是 (　) A.N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级,共16个轨道,可容纳32种运动状态的电子 B.在K能层中,有自旋相反的两条轨道 C.s电子绕核运动,其轨道为球面,而p电子在哑铃形曲面上运动 D.电子云通常是用小点来表示电子的多少 2.[2024·山东临沂调研] 钠离子电池是一种二次电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间的移动进行工作。下列说法中不正确的是 (　) A.钠原子核外有11种不同运动状态的电子 B.基态钠原子核外电子的空间运动状态有11种 C.原子具有的能量:1s22s22p63s1<1s22s22p53s2 D.基态钠原子的内层电子中,两种自旋状态的电子数之比为1∶1 题组二　核外电子排布原则及表示方法 3.下列有关电子排布图的表述正确的是 (　) A.可表示单核10电子粒子基态时的核外电子排布 B.违背了泡利原理 C.表示基态N原子的价层电子排布 D.表示处于激发态的B原子的核外电子排布 4.根据题目要求,回答相关问题: (1)[2024·北京卷] 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:。 (2)[2024·湖北卷] 基态Be2+的轨道表示式为　　　　　　 。  (3)[2023·全国乙卷] 基态Fe原子的价电子排布式为　　　　 　　。  (4)[2023· 天津卷] 基态Cu原子的价层电子排布式是　　　 　,Cu+与Cu2+相比较,离子半径较大的是　 　　　。  经典真题·明考向 　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列说法正确的是 (　) A.[2023·浙江卷] 能量最低的激发态N原子的电子排布式:1s22s12p33s1 B.[2022·山东卷] XHe)、YHe)互为同位素 C.[2023·辽宁卷] 基态Ni原子的价电子排布式:3d10 D.[2023·浙江卷] 碳的基态原子轨道表示式: 2.[2025·山东卷] 第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是 (　) A.Yb的中子数与质子数之差为104 B.Yb与Yb是同一种核素 C.基态Yb原子核外共有10个d电子 D.Yb位于元素周期表中第6周期 3.[2022·北京卷]　38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr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ⅡA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87Sr/86Sr值相同 4.根据题中要求,回答相关问题: (1)[2024·山东卷] 同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是　 　(填元素符号)。  (2)[2023·浙江卷] 基态N原子的价层电子排布式是　　　　 。  (3)[2022·广东卷] Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为　　　 　。   (4)[2022·全国甲卷] 基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为　　　 　　　。   (5)[2022·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.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元　物质结构　元素周期律 第22讲　原子结构　原子核外电子排布 考点一 ● 夯实必备知识 1.(1)原子　元素　化学 (2)中子数　质子数 2.(1)质子数　质子　中子　质子　中子 (2)①中子数　质子数　几乎完全相同　差异较大 (3)氕　D　氘　T　氚 【对点自测】 (1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√ ● 提升关键能力 题组一 1.B　[解析] 同种元素的不同核素互为同位素C和N是两种元素形成的不同核素,A错误Li和Li是Li元素形成的两种核素,互为同位素,B正确Na和Mg的中子数均为12,二者是不同元素形成的核素,不互为同素异形体,C错误;在考古中常用于文物年代鉴定的是C,D错误。 2.(1)核素　同位素 (2O2O3 (3)30　24　(4)5　5 [解析] (1) HH分别是氢元素的一种核素HH是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子,它们互称同位素。(2O2和O3是同种元素组成的不同单质,二者互为同素异形体。(3Fe2+的中子数为56-26=30,核外电子数为26-2=24。(4)题述9种微粒中有5种核素HHC、 CN,有5种元素:H、C、N、Fe、O。 题组二 3.C　[解析]　Bi的质子数为83,核外电子数是83,质量数为209,则中子数是126,A、B正确;Bi和As同主族,在元素周期表中Bi处于As的下方,则Bi的原子半径大于As,C错误;Bi和Bi是Bi元素的两种核素,互为同位素,D正确。 4.D　[解析] R中共有x个电子,R原子的质量数为A,则R的摩尔质量为(A+48) g·mol-1,1个R的质子数等于x-n,则a g R中含有质子的物质的量为×(x-n)=×(x-n) mol,D正确。 考点二 ● 夯实必备知识 1.(1)分层　能量　2n2 (2)能量　s、p、d、f　ns<np<nd<nf (3)低　高 2.(1)空间运动状态　概率密度 (2)球形　1　哑铃形　3 3.(1)最低　2　相反　平行 (2)构造原理　能层　能级 4.(1)最低能量　低能级　高能级 (2)吸收　释放 (3)吸收光谱　发射光谱 【对点自测】 (1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)√　(8)× [解析] (8)K能层只有1个能级即1s,不存在1p能级,错误。 ● 提升关键能力 题组一 1.A　[解析] N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级,各具有1、3、5、7个轨道,每个轨道最多可容纳2个电子,故可容纳32个电子,则有32种运动状态,A正确;在K能层中,只有1个轨道,能容纳自旋相反的2个电子,B错误;原子轨道是电子在核外空间出现概率较大的区域,电子运动并没有固定的运动轨迹,C错误;电子云通常是用小点来表示电子出现的概率大小,但小点不表示电子,D错误。 2.B　[解析] 钠原子核外有11个电子,不同电子的运动状态不同,A正确;基态钠原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,电子占据1s、2s、2p和3s轨道,故基态钠原子核外电子的空间运动状态有6种,B错误;1s22s22p63s1表示基态Na原子,1s22s22p53s2表示激发态Na原子,故能量:1s22s22p63s1<1s22s22p53s2,C正确;基态钠原子的内层电子排布为1s22s22p6,每个轨道均有1对自旋相反的电子,故两种自旋状态的电子数之比为1∶1,D正确。 题组二 3.A　[解析] 单核10电子粒子基态时的核外电子排布式为1s22s22p6,每个轨道内排布2个自旋相反的电子,A项正确;此电子排布图违背了洪特规则,B项错误;基态N原子的价层电子排布图为,C项错误;该电子排布图中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上,表示基态B原子的核外电子排布,D项错误。 4.(1) (2) (3)3d64s2 (4)3d104s1　Cu+ 经典真题·明考向 1.B　[解析] 能量最低的激发态N原子应该是2s能级上1个电子跃迁到2p能级,其电子排布式为1s22s12p4,A错误;二者具有相同的质子数而中子数不同,故互为同位素,B正确;Ni是28号元素,其基态原子的价电子排布式为3d84s2,C错误;基态碳原子的2p轨道中两个单电子分占两个不同的轨道,且自旋平行: ,D错误。 2.D　[解析]　Yb的中子数为174-70=104,中子数与质子数之差为104-70=34,A错误Yb与Yb质子数相同、中子数不同,是不同核素,B错误;基态Yb原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p66s2,共有20个d电子,C错误;基态Yb原子的核外电子排布满足第6周期元素原子核外电子排布特征,D正确。 3.A　[解析] Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,故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,故B正确;87Sr的中子数为87-38=49,86Sr的中子数为86-38=48,故C正确;由题意可知,38Sr的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中值不变,故D正确。 4.(1)Cr　(2)2s22p3　(3)4s24p4 (4)　(5)ad　d [解析] (5)F的原子序数为9,其基态原子电子排布式为1s22s22p5。若基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上,其电子排布式为1s22s22p43s1,属于氟原子的激发态,a正确;若为1s22s22p43d2,其核外共10个电子,不是氟原子,b错误;若为1s22s12p5,其核外共8个电子,不是氟原子,c错误;若为1s22s22p33p2,基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上,属于氟原子的激发态,d正确。同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高,因此能量较高的是1s22s22p33p2。 学科网（北京）股份有限公司 $