第6章 第1讲 原子结构 核外电子排布规律(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学

该高中化学讲义聚焦原子结构与核外电子排布高考核心考点，按“构成微粒-数量关系-运动状态-排布原则”逻辑梳理元素、核素、同位素概念及1-36号元素电子排布规律，通过考点精讲、方法指导（如三原则书写电子排布式）、真题演练环节，帮助学生构建系统知识网络，突破微粒数计算、电子排布式书写等难点。 讲义突出科学思维培养，设计同位素概念对比辨析、电子排布式错误案例分析等活动，结合基础巩固、模拟提升、高考真题分层练习，强化学生证据推理与模型建构能力，助力教师精准把控复习节奏，高效提升学生对微观结构的理解及应考能力。

第1讲　原子结构　核外电子排布规律 　1.认识原子结构，知道元素、核素、同位素的含义，了解原子核外电子的排布。　2.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。　3.能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。 考点一　原子结构　核素、同位素 1．原子的构成 (1)构成微粒及作用 (2)微粒间的数量关系 ①原子的核外电子数＝质子数＝核电荷数。 ②阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数。 ③阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 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化学性质基本相同，物理性质不同。 ②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 　(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T表示，名称为氚或超重氢。 (4)常见的重要核素及其用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 考古断代 制造氢弹 示踪原子 (1)中子数为20的氯原子可表示为Cl(　　) (2)一种元素只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子 (　　) (3)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C互为同素异形体(　　) (4)同一元素的不同核素的物理、化学性质完全相同(　　) (5)一种分子和一种离子的质子数相等，那么二者所含的电子数也一定相等(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 一、原子中粒子数的简单计算 1．(2025·惠州模拟)锎(Cf)是锎元素的一种同位素，一定量的锎(Cf)在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是(　　) A．Cf原子中，中子数为154 B．Cf原子中，质子数为98 C．Cf原子中，核外电子数为98 D．锎元素的相对原子质量为252 解析：选D。 Cf原子中，质量数为252，核外电子数＝核内质子数＝98，中子数＝252－98＝154。锎元素的相对原子质量等于锎元素的各种同位素的相对原子质量与它们的原子个数百分比之积的和，而不等于某一核素的质量数，故D错误。 2．(2025·大庆模拟)RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a g RO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 解析：选D。RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则RO的摩尔质量为(A＋48) g/mol，1个RO的质子数等于x－n，则a g RO中含有质子的物质的量为×(x－n)＝(x－n) mol。 二、元素、核素、同位素的相关判断 3．考古学上常利用C测定一些文物的年代，下列关于碳元素说法不正确的是(　　) A．碳元素有C、C和C等核素 B．C、C和C互为同位素 C．C、C和C含有不同的电子数 D．金刚石、石墨和C60都是碳元素的同素异形体 解析：选C。C、C和C的质子数均为6，故核外电子数均为6，C项错误。 4．现有下列9种微粒：H、H、C、C、 N、Fe2+、Fe3+、O2、 O3。按要求完成以下各题： (1)H、H互称为________；互为同素异形体的微粒是________。 (2)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。 答案：(1)同位素　O2、O3　(2)5　5 考点二　核外电子运动状态与排布原则 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 K L M N 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 各能级原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 各能层原子轨道数 1 4 9 16 各能层最多容纳电子数 2 8 18 32 　(2)原子轨道的形状和能量 轨道形状 能量比较 s轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大 形状相同的原子轨道能量的高低： 1s<2s<3s<4s…… p轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大 同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，即npx＝npy＝npz 2.基态原子和激发态原子　原子光谱 (1)基态原子和激发态原子 处于最低能量状态的原子叫做基态原子。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，用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 3．基态原子的核外电子排布 (1)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能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低 泡利(不相容)原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋相反 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 [说明]　当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)和半充满(p3、d5、f7)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子、29Cu原子的简化电子排布式分别为[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。 (2)填充顺序——构造原理 (3)表示方法 表示方法 举例 原子结构示意图 电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1 轨道表示式(又称电子排布图) (1)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 (　　) (2)p能级电子的能量一定比s能级电子的能量高(　　) (3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有14种(　　) (4)基态22Ti原子的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理(　　) (5) 表示的原子能量处于最低状态(　　) (6)激光、荧光都与原子核外电子跃迁释放能量有关(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 一、核外电子的运动状态 1．下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．能层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 解析：选D。A项，质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，没有固定的运动轨道，错误；B项，第三能层只有3s、3p、3d三个能级，而3s能级有1个轨道、3p能级有3个轨道、3d能级有5个轨道，故第三能层有9个轨道，错误；C项，氢原子中只有1个电子，只填充1s轨道，但还存在其他空轨道，错误。 2．下列有关原子光谱的说法正确的是(　　) A．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B．树林中的丁达尔效应与原子核外电子的跃迁有关 C．电子由低能级跃迁至较高能级时，一定发生的是化学变化 D．现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 解析：选D。A项，原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子从激发态跃迁到基态时会释放能量，产生发射光谱，而电子从基态跃迁到激发态时会吸收能量，产生吸收光谱，错误；B项，丁达尔效应是胶体的分散质微粒对光线发生散射产生的，与原子核外电子的跃迁无关，错误；C项，电子吸收一定的能量后，由低能级跃迁至较高能级，属于物理变化，错误。 二、核外电子的排布规律 3．磷、氮、铁、氧存在于人体所有细胞中，是人体健康不可缺少的元素，而成年人体内铁元素的含量约为3～5 g，其中2/3集中在血红蛋白内。下列说法不正确的是(　　) A．基态P原子的核外有3个未成对电子 B．1s22s22p33s1表示的是激发态氧原子的电子排布式 C．基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5 D．基态N原子的最外层轨道表示式为 解析：选D。基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，3p轨道上有3个自旋平行的未成对电子，A正确；基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4，1s22s22p33s1表示的是激发态氧原子的电子排布式，B正确；基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5，C正确；根据洪特规则可知，基态N原子2p轨道电子的自旋平行，故基态N原子的最外层轨道表示式为，D错误。 4．下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是(　　) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A B原子的轨道表示式： 错误；违反洪特规则 B O原子的轨道表示式： 错误；违反泡利原理 C K原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d1 错误；违反能量最低原理 D Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6 错误；违反能量最低原理 解析：选C。在一个原子轨道中的两个电子的自旋应相反，违反了泡利原理，A不符合题意；填入简并轨道的电子应先单独分占且自旋平行，违反了洪特规则，B不符合题意；K原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s1，违反能量最低原理，C符合题意；Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6，正确，评价错误，D不符合题意。 1．(2025·江苏卷)科学家通过核反应n＋Li―→H＋He发现氚(H)。下列说法正确的是(　　) A．n表示一个质子 B．Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2 C．H与H互为同位素 D．He的原子结构示意图为 解析：选C。 n质量数为1，质子数为0，中子数为1，因此其表示一个中子，A错误；Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，B错误；He原子核外只有2个电子，原子结构示意图为，D错误。 2．(2025·山东卷)第70号元素镱(Yb)的基态原子价层电子排布式为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六周期 解析：选D。 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；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子， Yb与 Yb是两种核素，B错误；Yb为70号元素，基态Yb原子的电子排布式为[Xe]4f146s2，3d和4d轨道上均排满电子，共有20个d电子，C错误；根据基态Yb原子的价层电子排布式可知，Yb位于第六周期，D正确。 3．(2024·北京卷)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是　(　　) A．41Ca的原子核内有21个中子 B．41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子 C．41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间 D．从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化 解析：选A。41Ca的质量数为41，质子数为20，所以中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；根据题意可知，41Ca衰变一半所需的时间大于14C衰变一半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于核反应，不属于化学变化，D错误。 4．(2025·浙江1月选考)关于ⅤA族元素原子结构的描述，下列说法正确的是________。 A．基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同 B．As3+的最外层电子数为18 C．P3+的半径小于P5+的半径 D．电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态 解析：基态P原子的价层电子轨道表示式为，3p轨道上的电子自旋方向相同，A正确；基态As原子的价层电子排布式为4s24p3，故As3+的最外层电子数为2，B错误；一般情况下，电子层数越多，离子半径越大，P3+核外有3个电子层，P5+核外有2个电子层，故半径：P3+＞P5+，C错误；根据基态P原子的电子排布式[Ne]3s23p3可知，[Ne]3s13p4是基态P原子中1个3s轨道上的电子跃迁到3p轨道后形成的激发态原子的电子排布式，D正确。 答案：AD 5．(1)(2025·湖北卷)基态氟离子的电子排布式为________。 (2)(2025·北京卷)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。 (3)(2025·广东卷)基态Ti原子的价层电子排布式为________。 (4)(2025·河北卷)基态铬原子的价层电子排布式：________。 (5)(2025·山东卷)基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为________。 (6)(2025·河南卷)基态Ni2+的价层电子排布式为________。 (7)(2025·云南卷)基态Cu原子的价层电子排布式为________。 答案：(1)1s22s22p6　(2) 　(3)3d24s2　(4)3d54s1　(5)4∶5　(6)3d8　(7)3d104s1 学科网（北京）股份有限公司 $