第02讲 原子结构与性质（复习讲义）（浙江专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦原子结构与性质专题，覆盖元素核素同位素辨析、原子核外电子运动状态（能层能级、电子排布、原子光谱）等核心考点，按“命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源”逻辑架构知识，通过考向破译、解题妙招、真题训练环节，帮助学生系统构建知识网络，突破高考高频难点。 讲义以科学思维为核心，创新设计“五同”概念比较表、电子排布书写策略等工具，结合核反应分析、同位素应用等新情境题培养证据推理能力。分层设置考向变式与真题溯源训练，确保复习针对性，助力教师精准把控节奏，有效提升学生应试能力。

第02讲 原子结构与性质 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原子结构 知识解构 知识点1 原子结构 ∣ 知识点2 元素、核素、同位素 考向破译 考向1 考查原子结构 ∣ 考向2 分析核反应方程 考向3 “五同”概念辨析 解题妙招1 核反应方程分析思路 解题妙招2 “五同”概念的比较 考点二 原子核外运动状态 知识解构 知识点1 电子的运动特征 ∣ 知识点2 能层与能级 知识点3 原子轨道 ∣ 知识点4 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 知识点5原子核外电子运动状态的描述—四个量子数 ∣ 知识点6 原子状态与原子光谱 考向破译 考向1 能层、能级、原子轨道 ∣ 考向2核外电子排布的规范书写 考向3 电子跃迁与原子光谱 解题妙招1 核外电子排布表示的书写策略 解题妙招2 基态、激发态与原子光谱 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 原子结构 浙江1月卷T2，3分 浙江1月卷T4，3分 浙江6月卷T3，3分 原子核外电子运动状态 浙江1月卷T3，3分 浙江1月卷T17(1) —— 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题为主，非选择题偶而也呈现，考查内容主要有以下3个方面：(1)原子结构，元素、核素、同位素、同素异形体概念的辨析。(2)原子中质量数、质子数、中子数、核外电子数之间的相互关系及计算。(3)根据原子核外电子排布判断元素种类、书写电子排布式和电子排布图。 2．从命题思路上看，仍以选择题的形式为主，可以最新的科技成果、新闻事件为背景，考查原子结构、同位素、核素知识，核外电子排布表达式的正误判断。在非选择题中可以直接考查电子排布式和电子排布图的书写，利用核外电子排布推断元素等。 ►复习目标： 1．知道元素、核素和同位素的含义，会判断同位素、同素异形体、同分异构体及同系物。 2．理解原子核外电子排布的规律，能正确书写1～36号元素的电子排布式、价层电子排布式。 3．能从原子核外电子的排布角度，理解元素周期表的结构即分区、周期及族的划分。 4．能依据元素周期律判断有关元素性质递变是否正确。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原子结构 知●识●解●构 知识点1 原子结构 1．构成原子的微粒及作用 (1)原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。 (2)原子构成的表示方法：用AZX表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。 2．微粒之间的等式关系 (1)质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； (2)电性关系： ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数，如Mg2＋的核外电子数是10。 ③阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数，如Cl－的核外电子数是18。 3．微粒符号周围数字的含义 得分速记 (1)原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。 (2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 (3)易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。 (4)形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。 知识点2 元素、核素和同位素 1．概念 (1)元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。 (2)核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素，表示方法AZX。 (3)同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。 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(丰度)一般不变。 3．同位素的“六同三不同” 4．常见的重要核素及其应用 核素 U C H(D) H(T) O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 5．元素、核素、同位素的联系与区别 ①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。 ②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。 ③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。 ④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 6．相对原子质量 (1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 (2)元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 (3)核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 (4)元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 7．核反应方程 ①卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H ②查德威克发现中子：Be＋H→C＋n ③铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n ④氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n 得分速记 (1)核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如11H、21H、31H、126C、136C、146C各为一种核素。 (2)除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。 (3)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。 (4)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 (5)同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 考●向●破●译 考向1 考查原子结构 例1(2026·河北承德高二期末)2025年2月4日，中国商务部与海关总署联合发布对钨(74W)、碲(52Te)、铋(83Bi)等相关物项实施出口管制。下列有关叙述正确的是( ) A．18274W的中子数为182 B．128Te和130Te互为同分异构体 C．209Bi和210Bi单质的化学性质几乎完全相同 D．钨(74W)、碲(52Te)、铋(83Bi)均为金属元素 【答案】C 【解析】A项，18274W的中子数应为182-74=108，A错误；B项，128Te与130Te互为同位素，B错误；C项，互为同位素的原子形成的单质的物理性质不同，化学性质几乎完全相同，C正确；D项，碲为非金属元素，D错误；故选C。 【变式1】【变载体】月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有9038Sr(锶)、23894Pu(钚)、21084Po(钋)，通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是( ) A．中子数不同的核素，一定互为同位素 B．同位素是质子数相同、中子数不同的微粒间的互称 C．同位素温差发动机使用时没有发生化学变化 D．氧元素有三种核素16O、17O、18O，所以自然界中的氧气分子共有6种 【答案】C 【解析】A项，中子数不同的核素，质子数可能也不相等，所以它们之间不互为同位素，故A 错误；B项，同位素是指质子数相同中子数不同的不同核素之间的互称，故B错误；C项，温差发动机使用时是利用放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能，发生的是核反应，没有发生化学变化，故C正确；D项，因为同位素的化学性质相同，氧虽然有三种核素16O、17O、18O，但自然界中的氧气分子为1种，只是相对分子质量发生改变，故D错误；故选C。 【变式2】【变载体】(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)2017年5月9日，我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称，至此，全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”，它有多种原子，如等。下列说法中，正确的是( ) A．在镆原子中，最后填入电子的轨道能级符号是f，故位于周期表中的f区 B．位于周期表的第七周期第VIA族 C．比结合能： D．在周期表中，假设第八周期按照现有规则填满，则115号元素正下方将是147号元素 【答案】C 【解析】A项，Mc为第七周期V A族元素，最后填入的能级为7p能级，位于p区，A错误；B项，Mc为第115号元素，位于元素周期表的第七周期VA族，B错误；C项，288Mc的质量数小于290Mc，在重核区域，质量数越小，比结合能越大，故比结合能：288Mc>290Mc；C正确；D项，按照现有规则，第八周期的元素种类数应为50种，则115号元素的正下方应为165号元素，D错误；故选C。 【变式3】【新情景—衰变实验技术】(2026·北京高一期中)我国科研人员与合作者利用飞行中衰变实验技术，首次在实验上观测到新核素20Al的三质子发射现象。进一步的研究表明，20Al基态通过级联的质子—双质子发射的两步过程进行衰变。作为中间态的19Mg基态具有双质子放射性，它通过同时发射两个质子衰变为17Ne。下列说法正确的是( ) A．20Al的原子核内有20个质子 B．20Al与27Al的化学性质基本相同 C．20Al通过同时发射三个质子衰变为17Ne D．20Al衰变为17Ne的过程属于化学变化 【答案】B 【解析】A项，原子符号中左上角数字为质量数，Al是13号元素，质子数恒为13，因此20Al的质子数为13，不是20，A错误；B项，20Al与27Al质子数相同、中子数不同，互为同位素；同位素的核外电子排布相同，因此化学性质基本相同，B正确；C项，根据题干，20Al衰变为17Ne是两步级联过程：20Al先发射1个质子得到中间态19Mg，再由19Mg发射2个质子得到17Ne，不是20Al直接同时发射三个质子，C错误；D项，衰变过程中原子核种类发生改变，属于核变化，化学变化中原子核不发生改变，因此该过程不属于化学变化，D错误；故选B。 考向2 分析核反应方程 例2（2026·浙江绍兴期中）1919年，卢瑟福通过实验，实现了人类历史上第一次人工核反应，其反应原理为42He+147N→178O+11H。下列说法正确的是（ ） A．42He的原子结构示意图为 B．147N的核外电子共有7种空间运动状态 C．178O和188O互为同素异形体 D．卢瑟福提出原子具有原子核，原子核很小但集中了原子的绝大部分质量 【答案】D 【解析】A项，42He原子核内质子数为2，核外只有1个电子层且电子数为2，图示结构示意图：，A错误；B项，147N的电子排布式为1s22s22p3，电子共占据1个1s、1个2s、3个2p共5个原子轨道，核外电子有5种空间运动状态，B错误；C项，178O和188O是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素，互为同位素，同素异形体是同种元素形成的不同单质，C错误；D项，卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子的核式结构模型，认为原子中心有很小的原子核，集中了原子的绝大部分质量，电子在原子核外绕核运动，D正确；故选D。 解题妙招 核反应方程分析思路 (1)质量数守恒：各微粒左上角数字之和在核反应前后相等； (2)电荷数守恒：各微粒左下角数字之和(正电荷数)在核反应前后相等 例：碳14的β衰变：C→N＋e 质量数守恒表达式：14＝14＋0；电荷数守恒表达式：6＝7－1。 【变式1】【变载体】核反应和为研究原子结构和发现新原子做出了重要贡献。下列说法错误的是( ) A．c=13b B．X、Y、Z形成的单质分子均为非极性分子 C．Q、R 为质量数相同的不同核素 D．基态 W 与Z原子核外电子的空间运动状态种类相等 【答案】B 【解析】由信息推知：W、X、Y、Z分别为He、N、O、H，核素R的质子数为91、质量数为234。A项，根据分析可知，，A项正确；B项，X可以形成O2、O3两种单质分子，O3为极性分子，B项错误；C项，Q、R为质量数相同、质子数不同的不同核素，C项正确；D项，电子的空间运动状态数等于原子轨道数，基态He和H原子均只有1s轨道，故空间运动状态种类相等，D项正确；故选B。 【变式2】【变载体】核反应产生的能量可作为未来新能源，现有两个核反应：①；②，其中Y的核外电子数等于(m+2)。下列说法错误的是( ) A．b=d+1 B．原子半径：M＞X＞Y C．最高价含氧酸的酸性：X＞M D．M、X都可与Y形成多种化合物 【答案】A 【解析】根据质量守恒可知，m=6，n=12得M微粒为126C，依据Y的电子数等于(m+2)，得Y微粒为O，从而得出X微粒为N。A项，依据质量守恒，4+b=d+1，即b=d-3，故A说法错误；B项，C、N、O为同周期主族元素，随原子序数递增，原子半径逐渐减小，故B说法正确；C项，HNO3为强酸，H2CO3为弱酸，故C说法正确；D项，C、N与O可形成CO、CO2、NO、NO2等多种化合物，故D说法正确；故选A。 【变式3】【变载体】卢瑟福发现质子的核反应为；卢瑟福的学生查德威克发现中子的核反应为。下列说法错误的是( ) A．Y元素的第一电离能高于同周期相邻元素的 B．元素的电负性： C．和的简单氢化物中中心原子的价层电子对数目相同 D．的空间结构为直线形 【答案】B 【解析】由和结合质子守恒、质量守恒可知X为氧元素、Y为铍元素、Z为碳元素。A项，同周期第一电离能从左向右递增，铍在第ⅡA族，处于全充满结构，第一电离能大于相邻元素，铍大于硼，故A项正确；B项，同周期电负性从左向右递增，且氢元素大于铍元素，所以元素电负性X>H>Y，故B项错误；C项，X和Z的简单氢化物分别为H2O和CH4，其中心原子的价层电子对数均是4，故C项正确；D项，ZX2即为CO2，其中心原子杂化方式为sp，所以空间结构为直线形，故D项正确；故本题选B。 考向3 “五同”概念辨析 例3下列说法不正确的是( ) A．CH3COOCH3与HCOOCH3属于同系物 B．1H、2H和3H是不同的核素 C．最简式为CH3的有机物存在多种同分异构体 D．金刚石、石墨互为同素异形体 【答案】C 【解析】A项，CH3COOCH3与HCOOCH3均为酯，属于同系物，A正确；B项，1H、2H和3H是不同的氢原子，为不同的核素，B正确；C项，最简式为CH3的有机物为CH3CH3，不存在多种同分异构体，C错误；D项，金刚石、石墨均为碳元素的单质，互为同素异形体，D正确；故选C。 解题妙招 “五同”概念的比较 同位素 同素异形体 同分异构体 同系物 同一物质 对象 原子 单质 常为有机物或配合物 化合物 任何物质 相同 质子数 元素种类 分子式 结构 结构 相异 中子数 结构或性质 结构 相差n个CH2 写法 实例 11H 21H O2 O3 CH3CH2OH CH3OCH3 CH4 CH3CH3 【变式1】【变载体】(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)下列说法正确的是( ) A．1H-、2H、3H+具有相同质子数，互为同位素 B．乙酸、硬脂酸互为同系物 C．乙醇和乙醚互为同分异构体 D．碘和碘蒸气互为同素异形体 【答案】B 【解析】A项，1H-、3H+均不是原子，故不是同位素，A错误；B项，乙酸、硬脂酸均为饱和脂肪酸，互为同系物，B正确；C项，乙醇分子式为C2H6O，乙醚分子式为C4H10O，不是同分异构体，C错误；D项，碘和碘蒸气的分子式均为I2，是同一物质的不同状态，D错误；故选B。 【变式2】【变载体】下列说法正确的是( ) A．油酸与丙烯酸互为同系物 B．H2与T2互为同素异形体 C．14N和14C互为同位素 D．CH3OCHO与HCOOCH3互为同分异构体 【答案】A 【解析】A项，油酸与丙烯酸均各含1个碳碳双键、1个羧基，结构相似、组成上差15个CH2，互为同系物，A正确；B项，H2与T2均是氢分子、不互为同素异形体，B错误；C项，14N和14C的质子数不相同，不是同种元素，不互为同位素，C错误；D项，CH3OCHO与HCOOCH3均为甲酸甲酯，不互为同分异构体，D错误；故选A。 【变式3】【变载体】下列说法正确的是( ) A．蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 B．甲醇和乙二醇均含有羟基，互为同系物 C．金刚石、石墨、C60互为同素异形体，金刚石转化为石墨是物理变化 D．、互为同位素，它们的质量数、中子数、电子数均不同 【答案】A 【解析】A项，蔗糖和麦芽糖的分子式都为C12H22O11，但两者结构不同，互为同分异构体，A正确；B项，甲醇分子中只有一个羟基，而乙二醇分子是含有两个羟基，二者的分子式通式不同，因此二者不能互为同系物，B错误；C项，金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的不同的单质，三者互为同素异形体，金刚石与石墨是不同的物质，所以金刚石转化为石墨的变化属于化学变化，C错误；D项， 12C、14C质子数相同，而中子数不同，所以互为同位素，由于原子核外电子数等于原子核内质子数，所以两种原子的电子数相同，D错误；故选A。 考点二 原子核外电子运动状态 知●识●解●构 知识点1 电子的运动特征 电子是质量轻、带负电的微观粒子，并具有波粒二象性。电子可以在原子内部进行圆周运动，运动速度很快，接近光速，与宏观物体的运动有极大不同：不能同时确定速度和位置，不能描绘运动轨迹。 知识点2 能层与能级 1．能层(n) 在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 2．能级 同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。 3．能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 … 符号 K L M N O P Q … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … … 容纳最多电子数　 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … … 2 8 18 32 …… … … 2n2 知识点3 原子轨道 1．电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。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．电子轮廓图： 概率密度为90%的电子云图，s电子云轮廓图是球形；p电子云轮廓图是哑铃形，p电子云有三种伸展方向(px，py，pz，它们相互垂直)，即p能级电子有3个伸展方向；d能级电子有5个伸展方向；f能级电子有7个伸展方向。 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，即电子云的伸展方向。 符号 s p d 电子云形状 球形 纺锤形或哑铃形 花瓣形 轨道个数 1 3 5 4．轨道能量 ①同能层的不同能级能量s<p<d<f。 ②不同能层相同能级的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半径随能层增大而增大。 ③同能层同能级不同轨道能量相同，如2px＝2py＝2pz。 得分速记 各种特征的电子(以Mn为例，1s22s22p63s23p63d54s2) (1)不同运动状态的电子数：25 (2)不同空间运动状态的电子数：15 (3)形状不同的电子云种类：3 (4)不同能级(能量)的电子种类：7 (5)最高能级的电子数：5 (6)最高能层的电子数：2 知识点4 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 1．构造原理：随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按如图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。 2．.核外电子排布的三个规律 能量最 低原理 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态 泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同简并轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同 3．核外电子排布表示方法 表示方法 以硫原子为例 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 4．基态原子核外电子排布 (1)21~30号：［Ar］3dx4s2 (2)31~36号：［Ar］3d104s24px ① 一般最后1位数是几，x就等于几 ① 最后1位数是几，x就等于几 ② 24Cr：［Ar］3d44s2→［Ar］3d54s1 ② 32Ge：［Ar］3d104s24p2 ③ 29Cu：［Ar］3d94s2→［Ar］3d104s1 ③ 34Se：［Ar］3d104s24p4 5．价电子(外围电子、特征电子) (1) 21~30号： 3d和4s上的电子数之和 (2) 主族元素： 最外层电子数 (3) 过渡金属原子： 除Cu和Cr原子最外层有1个电子外，其余的元素的原子最外层都有2个电子 (4) 过渡金属离子的价电子构型： 优先失去最外层电子数 原子 Fe Co Cu 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d104s1 离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Cu+ Cu2+ 价电子构型 3d6 3d5 3d7 3d6 3d10 3d9 (5) 元素的最高价： 等于价电子数 元素 Cr Fe Mn As 价电子构型 3d54s1 3d44s2 3d54s2 4s24p3 最高价 +6 +8 +7 +5 得分速记 （1）当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。 （2）在书写过渡元素电子排布式时，应先写(n－1)d亚层，后写ns亚层。 （3）过渡元素失电子生成离子时，先失ns亚层上的电子，再失(n－1)d亚层上的电子。即离子的核外外电子排布式都是由外向内失电子。 6．基态原子核外电子排布的表示方法(以铁原子为例) (1)各类要求的电子排布式 ①电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 ②简化电子排布式：［Ar］3d64s2 ③价电子(外围电子、特征电子)排布式：3d64s2 ④最外层电子排布式：4s2 ⑤M层电子排布式：3s23p63d6 ⑥最高能级电子排布式：3d6 (2)各类要求的电子排布图 ①电子排布图： ②轨道表示式： ③价电子排布图： ④原子结构示意图： 知识点五 原子核外电子运动状态的描述——四个量子数 1.主量子数n，n＝1，2，3，4，……(只能取正整数)，描述原子中电子出现概率最大区域离核的远近(对应不同的能层)，用K、L、M、N等符号表示，决定电子能量高低。 2.角量子数l，l＝0，1，2，3……n－1(取值受n的限制)，描述原子轨道或电子云的形状(对应不同的能级)，用s、p、d、f等符号表示，与主量子数n共同决定电子的能量。 3.磁量子数m，m＝0，±1，±2，……±l(取值受l的限制)，描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向(对应不同的原子轨道)。 4.自旋磁量子数ms，ms＝±，表示同一原子轨道中电子的两种自旋状态。如对于基态的氟原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为＋或－，即：F原子核外电子数为9，基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其价电子排布式为2s22p5，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，则价电子自旋磁量子数的代数和为×4＋×3＝＋，也可以是×3＋×4＝－。 知识点六 原子状态与原子光谱 1．基态原子：处于最低能量的原子。 2．激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。 3．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，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。 (1)测量光谱仪器：光谱仪 (2)光谱图上数据：波长 (3)光谱类型：线状光谱 ①发射光谱：1s22s22p63s23p34s1→1s22s22p63s23p4 ②吸收光谱：1s22s22p3→1s22s22p13s2 4．光谱分析的应用： (1)在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 (2)生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。 得分速记 (1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。 (2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化 考●向●破●译 考向1 能层、能级、原子轨道 例1构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中不正确的是( ) A．E(3d)>E(3p)>E(3s) B．E(3s)>E(2s)>E(1s) C．E(4f)>E(3d)>E(4s) D．E(5s)>E(3d)>E(4p) 【答案】D 【解析】各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s、2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np，绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f…。A项，由以上分析可知相同能层不同能级的电子能量E(3d)＞E(3p)＞E(3s)，故A正确；B项，不同能层相同能级的电子能量E(3s)＞E(2s)＞E(1s)，故B正确；C项，由以上分析可知E(4f)＞E(3d)＞E(4s)，故C正确；D项，由以上分析可知E(5s)>E(4p)>E(3d)，故D错误；故选D。 【变式1】【变载体】下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是( ) A．核外电子是分层运动的 B．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定 C．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数 D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关 【答案】C 【解析】电子所具有的能量不同，就会在不同的能层上运动，A项正确；电子运动状态是由能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；能层数确定能层中的最多原子轨道数，C项错误。 【变式2】【变载体】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 【答案】D 【解析】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。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。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。D项，电子的运动状态与能层、能级、原子轨道和自旋状态有关，在同一原子内部没有两个电子存在完全相同的运动状态。 【变式3】【变考法】2025·杭州市学军中学高三选考模拟)下列说法正确的是( ) A．图1为CH4分子的球棍模型 B．图2为氮原子的电子轨道表示式 C．图3为铍原子最外层的电子云图 D．图4为H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多 【答案】B 【解析】A项，CH4分子的空间填充模型为 ，CH4的球棍模型为 ，A不正确；B项，氮原子的电子排布式为1s22s22p3，则电子轨道表示式为，B正确；C项，铍的电子排布式为1s22s2，则铍原子最外层为2s电子云，s轨道呈球形，C不正确；D项，H原子核外只有1个电子，电子云图中的小黑点只表示电子在核外运动的机会多少，D不正确；故选B。 考向2 核外电子排布的规范书写 例2下列对基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是( ) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态P原子的电子排布式：1s22s22p63s23px23py1 错误，违反了洪特规则 B 基态Sc原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d3 正确 C 基态C原子的轨道表示式： 错误，违反了泡利不相容原理 D 基态Cl原子的价层电子轨道表示式： 正确 【答案】B 【解析】p能级有3个轨道，基态P原子的3p能级有3个电子，填入轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，3px填充2个电子，违反了洪特规则，评价正确，A不符合题意；依据构造原理和能量最低原理可知基态Sc原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，评价错误，B符合题意；根据泡利不相容原理，每个轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，评价正确，C不符合题意；基态Cl原子的价层电子轨道表示式为，评价正确，D不符合题意；故选B。 解题妙招 核外电子排布表示的书写策略 (1)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以硫原子为例 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 电子排布图(或轨道表示式) 价层电子排布式 3s23p4 (2)核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系 原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。 【变式1】【变载体】下列有关核外电子排布的表述正确的是( ) A．基态碳原子最外层电子排布图为 B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为 C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4 D．F-的结构示意图为 【答案】C 【解析】基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，正确的最外层电子排布图为 ，A错误；基态铜原子的价层电子轨道表示式为，B错误；基态Se的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，C正确；F-的最外层电子数是8，D错误。 【变式2】【变考法】下列关于原子结构的说法不正确的是( ) A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【答案】B 【解析】基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，而非 [Ar]3d44s2，原因是3d轨道半满时体系能量更低，更稳定，遵循能量最低原理，A正确；光是电子跃迁释放能量的重要形式，B错误；洪特规则是指在基态原子中，当电子填充能量相等的简并轨道时，优先以自旋平行方式分占不同轨道，基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则，C正确；泡利不相容原理是指在基态原子中，指每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，3p能级含有3个轨道，最多容纳6个电子，基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理，D正确；故选B。 【变式3】【变题型】(1)N的基态原子核外电子排布式为________；Cu的基态原子最外层有________个电子。 (2)钒(23V)是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为________________，其价层电子的轨道表示式为________________。 (3)Na位于元素周期表第________周期第________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为________。 (4)Cu＋基态核外电子排布式为________________。 (5)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________________。 (6)31Ga基态原子的核外电子排布式是________________。 (7)铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向，有________种不同运动状态的电子。 (8)基态Mn2＋的核外电子排布式为________________。 (9)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。 (10)可正确表示原子轨道的是________。 A．2s B．2d C．3pz D．3f 【答案】(1)1s22s22p3 1 (2)第四周期第ⅤB族 (3)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 (4)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (5)4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (6)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 (7)4 13 (8)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (9)34 3s23p63d10 (10)AC 【解析】(1)N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期ⅠB族，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子； (2)钒在元素周期表中的位置为第四周期ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为：； (3)Na()元素位于元素周期表第三周期第ⅠA族；Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2； (4)Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10； (5)基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3＋，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5； (7)铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种共4种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子； (8)Mn的核外电子数为25，基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5； (9)Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10； (10)L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故选AC。 考向3 电子跃迁与原子光谱 例3（2026浙江大学附中高二期中）原子光谱在刑侦、考古和天文领域都有重要应用：刑侦中可通过微量物证的光谱分析锁定物质成分，天文学家则可通过恒星光谱判断其元素组成。关于原子光谱，下列说法正确的是( ) A．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱 B．原子光谱是不连续的线状谱线 C．焰色反应是金属原子的电子从激发态跃迁回基态时才有的现象 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【答案】B 【解析】玻尔理论仅能成功解释氢原子光谱，无法推广到多电子原子的光谱，存在局限性，A错误；原子的能级是不连续的（量子化），电子跃迁时吸收或释放的光子能量等于能级差，满足ΔE=hv，光子频率为特定值，因此原子光谱是不连续的线状谱线，B正确；焰色试验是金属原子或离子的电子从高能级跃迁到低能级（不一定是基态，也可以是较低激发态）时释放可见光的现象，并非只有跃迁回基态才会产生，C错误；原子光谱包含发射光谱和吸收光谱两类，电子从基态跃迁到激发态时吸收特定频率的光，形成的吸收光谱也属于原子光谱，并非仅激发态跃迁到基态才产生，D错误；故选B。 解题妙招 基态、激发态与原子光谱 【变式1】【变载体】（2026浙江衢州高二期中）下列描述与电子能级跃迁无关的是( ) A．LED发光灯 B．清晨树林里的丁达尔效应 C．节日燃放的焰火 D．太阳光谱里的夫琅禾费线 【答案】B 【解析】LED发光灯与电子跃迁有关，A不符合题意；丁达尔效应是直径与可见光波长相近的粒子对可见光的散射作用，B符合题意；节日燃放的焰火是一种发射光谱，C不符合题意；太阳光谱里的夫琅禾费线是太阳大气中的原子对炽热的内核发射的连续光谱进行选择吸收的结果，与电子跃迁有关，D不符合题意；故选B。 【变式2】【变载体】（2026浙江义乌中学高二期中）下列说法错误的是( ) A．原子光谱是不连续的线状谱线 B．电子所处轨道的能量是量子化的 C．霓虹灯发光的原理是电子由能量较高的轨道向能量较低的轨道跃迁时以光的形式辐射能量 D．利用玻尔原子结构模型解释在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线 【答案】D 【解析】核外电子的能量是量子化的，因此原子光谱是不连续的线状谱线，A正确；电子所处轨道的能量是不连续的，属于量子化的，B正确；霓虹灯发光的原理是电子先吸收能量跃迁到高能级轨道，再从能量较高的轨道向能量较低的轨道跃迁时，将多余能量以光的形式辐射出来，C正确；玻尔原子结构模型具有局限性，仅能解释氢原子的基本线状光谱，无法解释有外加磁场时氢原子光谱出现多条谱线的现象，D错误；故选D。 【变式3】【变载体】（2026浙江师大附中高二期末不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，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。下列关于原子光谱的说法错误的是( ) A．氯化钠在灼烧过程中发出黄色的光，产生原子发射光谱，该过程属于物理变化 B．激发态原子的电子跃迁到较高能级变为基态原子 C．可利用原子吸收光谱上的特征谱线来鉴定元素 D．生活中常见的焰火、霓虹灯光、LED灯光都与原子核外电子跃迁释放能量有关 【答案】B 【解析】氯化钠灼烧时钠原子电子跃迁发出黄光，属于原子发射光谱，焰色反应为物理变化（不涉及化学键变化），A正确；激发态原子的电子跃迁到较高能级会处于更高激发态，不可能变为基态原子；基态原子需电子从较高能级跃迁到较低能级，B错误；原子吸收光谱的特征谱线具有元素特异性，可用于元素鉴定，C正确；焰火和霓虹灯光涉及原子核外电子跃迁释放能量，LED灯光基于半导体能带跃迁（电致发光），与原子核外电子跃迁释放能量有关，D正确；故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·浙江1月卷，3，3分)下列化学用语表述错误的是( ) A．甲醇的结构简式：CH3OH B．中子数为8的N原子：87N C．基态铍原子核外电子排布式：1s22s2 D．C(CH3)4的系统命名法：2，2-二甲基丙烷 【答案】B 【解析】A项，甲醇为一元醇，结构简式：CH3OH，A正确；B项，中子数为8的氮原子，质子数为7，质量数为15，应表示为：157N，B错误；C项，铍的原子序数为4，基态核外电子排布式为1s22s2，符合能量最低原理，C正确；D项，C(CH3)4（新戊烷）分子中，主链为丙烷（3个碳），2号碳上有两个甲基，系统命名法为2,2-二甲基丙烷，D正确；故选B。 2．(2025·浙江1月卷，2，3分)下列化学用语表示不正确的是( ) A．基态S原子的电子排布式：2s22p4 B．质量数为14的碳原子：146C C．乙烯的结构简式：CH2=CH2 D．的电子式： 【答案】A 【解析】A项，硫原子质子数为16，位于第三周期ⅥA族，基态S原子的电子排布式：1s22s22p63s23p4，A错误；B项，碳原子质子数为6，质量数为14的碳原子表示为：146C，B正确；C项，乙烯的官能团是碳碳双键，结构简式为：CH2=CH2，C正确；D项，水是共价化合物，水分子中O原子是中心原子，电子式为，D正确；故选A。 3．(2025·浙江1月卷，17)磷是生命活动中不可或缺的元素。请回答： (1)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 【答案】(1)AD 【解析】(1)A项，基态P原子价电子排布式为3s23p3，根据洪特规则，3p轨道上的3个电子自旋方向相同，故A正确；B项，基态As原子价电子排布式为4s24p3，As3+的价电子排布式为4s2，最外层电子数为2，故B错误；C项，P3+比P5+多一个电子层，所以P3+的半径大于P5+的半径，故C错误；D项，基态P原子的电子排布式为[Ne]3s23p3的，电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态，故D正确；选AD。 4．(2024·浙江省6月卷，3，3分)下列表示不正确的是( ) A．CO2的电子式： B．Cl2中共价键的电子云图： C．NH3的空间填充模型： D．3，3-二甲基戊烷的键线式： 【答案】A 【解析】A项，CO2的电子式：，故A错误；B项，Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的，共价键电子云图为：，故B正确；C项，NH3的中心原子N形成3个σ键和1个孤电子对，为sp3杂化，NH3为三角锥形，空间填充模型：，故C正确；D项，3，3-二甲基戊烷的主链上有5个C，3号碳上连接有2个甲基，键线式为：，故D正确；故选A。 5．(2024·浙江省1月卷，3，3分)下列表示不正确的是( ) A．中子数为10的氧原子： B．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C．用电子式表示KCl的形成过程： D．的名称：甲基乙基戊烷 【答案】D 【解析】A项，质子数为8，质量数为18，根据质量数=质子数+中子数，可算得中子数为10，A正确；B项，SO2中心原子S价层电子对数：，其价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形，B正确；C项，KCl为离子化合物，其电子式表示形成过程：，C正确；D项，有机物主链上有6个碳原子，第2、4号碳原子上连有甲基，命名为：2，4-二甲基己烷，D错误；故选D。 6．(2023·浙江省1月卷，3，3分)下列化学用语表示正确的是( ) A．中子数为18的氯原子： B．碳的基态原子轨道表示式： C．的空间结构：(平面三角形) D．的形成过程： 【答案】C 【解析】A项，质量数=质子数+中子数，质量数标注于元素符号左上角，质子数标注于左下角，中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35，核素符号为，故A错误；B项，基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，根据洪特规则，2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上，且自旋方向相同，轨道表示式：，故B错误；C项，BF3的中心原子B原子孤电子对数==0，价层电子对数=3，空间构型为平面三角形，空间结构模型为：，故C正确；D项，HCl是共价化合物，不存在电子得失，其形成过程应为，故D错误；故选C。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原子结构与性质 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原子结构 知识解构 知识点1 原子结构 ∣ 知识点2 元素、核素、同位素 考向破译 考向1 考查原子结构 ∣ 考向2 分析核反应方程 考向3 “五同”概念辨析 解题妙招1 核反应方程分析思路 解题妙招2 “五同”概念的比较 考点二 原子核外运动状态 知识解构 知识点1 电子的运动特征 ∣ 知识点2 能层与能级 知识点3 原子轨道 ∣ 知识点4 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 知识点5原子核外电子运动状态的描述—四个量子数 ∣ 知识点6 原子状态与原子光谱 考向破译 考向1 能层、能级、原子轨道 ∣ 考向2核外电子排布的规范书写 考向3 电子跃迁与原子光谱 解题妙招1 核外电子排布表示的书写策略 解题妙招2 基态、激发态与原子光谱 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 原子结构 浙江1月卷T2，3分 浙江1月卷T4，3分 浙江6月卷T3，3分 原子核外电子运动状态 浙江1月卷T3，3分 浙江1月卷T17(1) —— 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题为主，非选择题偶而也呈现，考查内容主要有以下3个方面：(1)原子结构，元素、核素、同位素、同素异形体概念的辨析。(2)原子中质量数、质子数、中子数、核外电子数之间的相互关系及计算。(3)根据原子核外电子排布判断元素种类、书写电子排布式和电子排布图。 2．从命题思路上看，仍以选择题的形式为主，可以最新的科技成果、新闻事件为背景，考查原子结构、同位素、核素知识，核外电子排布表达式的正误判断。在非选择题中可以直接考查电子排布式和电子排布图的书写，利用核外电子排布推断元素等。 ►复习目标： 1．知道元素、核素和同位素的含义，会判断同位素、同素异形体、同分异构体及同系物。 2．理解原子核外电子排布的规律，能正确书写1～36号元素的电子排布式、价层电子排布式。 3．能从原子核外电子的排布角度，理解元素周期表的结构即分区、周期及族的划分。 4．能依据元素周期律判断有关元素性质递变是否正确。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原子结构 知●识●解●构 知识点1 原子结构 1．构成原子的微粒及作用 (1)原子是由居于原子中心的带正电的________和核外带负电的________构成的。原子核由________和________构成。 (2)原子构成的表示方法：用AZX表示，A表示________数，Z表示________数。 2．微粒之间的等式关系 (1)质量关系：质量数(A)＝________(Z)＋________(N)； (2)电性关系： ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝________________； ②阳离子的核外电子数＝质子数－________________，如Mg2＋的核外电子数是10。 ③阴离子的核外电子数＝质子数＋________________，如Cl－的核外电子数是18。 3．微粒符号周围数字的含义 得分速记 (1)原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。 (2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 (3)易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。 (4)形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。 知识点2 元素、核素和同位素 1．概念 (1)元素：具有相同________________的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。 (2)核素：具有一定数目的________和一定数目的________的一种原子叫做核素，表示方法AZX。 (3)同位素：________相同而________不同的同一元素的不同核素互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。 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________，物理性质________。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般________。 3．同位素的“六同三不同” 4．常见的重要核素及其应用 核素 U C H(D) H(T) O 用途 ________ ________ ________ ________ 5．元素、核素、同位素的联系与区别 ①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数________118种。 ②不同核素可能具有相同的________数，如H、H；也可能具有相同的________数，如C、O；也可能具有相同的________数，如C、N。 ③同位素之间的转化，既不是________变化也不是________变化，是________反应。 ④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全________。 ⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全________。 6．相对原子质量 (1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的________的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 (2)元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的________________按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 (3)核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 (4)元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的________按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 7．核反应方程 ①卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H ②查德威克发现中子：Be＋H→C＋n ③铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n ④氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n 得分速记 (1)核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如11H、21H、31H、126C、136C、146C各为一种核素。 (2)除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。 (3)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。 (4)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 (5)同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 考●向●破●译 考向1 考查原子结构 例1(2026·河北承德高二期末)2025年2月4日，中国商务部与海关总署联合发布对钨(74W)、碲(52Te)、铋(83Bi)等相关物项实施出口管制。下列有关叙述正确的是( ) A．18274W的中子数为182 B．128Te和130Te互为同分异构体 C．209Bi和210Bi单质的化学性质几乎完全相同 D．钨(74W)、碲(52Te)、铋(83Bi)均为金属元素 【变式1】【变载体】月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有9038Sr(锶)、23894Pu(钚)、21084Po(钋)，通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是( ) A．中子数不同的核素，一定互为同位素 B．同位素是质子数相同、中子数不同的微粒间的互称 C．同位素温差发动机使用时没有发生化学变化 D．氧元素有三种核素16O、17O、18O，所以自然界中的氧气分子共有6种 【变式2】【变载体】(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)2017年5月9日，我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称，至此，全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”，它有多种原子，如等。下列说法中，正确的是( ) A．在镆原子中，最后填入电子的轨道能级符号是f，故位于周期表中的f区 B．位于周期表的第七周期第VIA族 C．比结合能： D．在周期表中，假设第八周期按照现有规则填满，则115号元素正下方将是147号元素 【变式3】【新情景—衰变实验技术】(2026·北京高一期中)我国科研人员与合作者利用飞行中衰变实验技术，首次在实验上观测到新核素20Al的三质子发射现象。进一步的研究表明，20Al基态通过级联的质子—双质子发射的两步过程进行衰变。作为中间态的19Mg基态具有双质子放射性，它通过同时发射两个质子衰变为17Ne。下列说法正确的是( ) A．20Al的原子核内有20个质子 B．20Al与27Al的化学性质基本相同 C．20Al通过同时发射三个质子衰变为17Ne D．20Al衰变为17Ne的过程属于化学变化 考向2 分析核反应方程 例2（2026·浙江绍兴期中）1919年，卢瑟福通过实验，实现了人类历史上第一次人工核反应，其反应原理为42He+147N→178O+11H。下列说法正确的是（ ） A．42He的原子结构示意图为 B．147N的核外电子共有7种空间运动状态 C．178O和188O互为同素异形体 D．卢瑟福提出原子具有原子核，原子核很小但集中了原子的绝大部分质量 解题妙招 核反应方程分析思路 (1)质量数守恒：各微粒左上角数字之和在核反应前后相等； (2)电荷数守恒：各微粒左下角数字之和(正电荷数)在核反应前后相等 例：碳14的β衰变：C→N＋e 质量数守恒表达式：14＝14＋0；电荷数守恒表达式：6＝7－1。 【变式1】【变载体】核反应和为研究原子结构和发现新原子做出了重要贡献。下列说法错误的是( ) A．c=13b B．X、Y、Z形成的单质分子均为非极性分子 C．Q、R 为质量数相同的不同核素 D．基态 W 与Z原子核外电子的空间运动状态种类相等 【变式2】【变载体】核反应产生的能量可作为未来新能源，现有两个核反应：①；②，其中Y的核外电子数等于(m+2)。下列说法错误的是( ) A．b=d+1 B．原子半径：M＞X＞Y C．最高价含氧酸的酸性：X＞M D．M、X都可与Y形成多种化合物 【变式3】【变载体】卢瑟福发现质子的核反应为；卢瑟福的学生查德威克发现中子的核反应为。下列说法错误的是( ) A．Y元素的第一电离能高于同周期相邻元素的 B．元素的电负性： C．和的简单氢化物中中心原子的价层电子对数目相同 D．的空间结构为直线形 考向3 “五同”概念辨析 例3下列说法不正确的是( ) A．CH3COOCH3与HCOOCH3属于同系物 B．1H、2H和3H是不同的核素 C．最简式为CH3的有机物存在多种同分异构体 D．金刚石、石墨互为同素异形体 解题妙招 “五同”概念的比较 同位素 同素异形体 同分异构体 同系物 同一物质 对象 原子 单质 常为有机物或配合物 化合物 任何物质 相同 质子数 元素种类 分子式 结构 结构 相异 中子数 结构或性质 结构 相差n个CH2 写法 实例 11H 21H O2 O3 CH3CH2OH CH3OCH3 CH4 CH3CH3 【变式1】【变载体】(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)下列说法正确的是( ) A．1H-、2H、3H+具有相同质子数，互为同位素 B．乙酸、硬脂酸互为同系物 C．乙醇和乙醚互为同分异构体 D．碘和碘蒸气互为同素异形体 【变式2】【变载体】下列说法正确的是( ) A．油酸与丙烯酸互为同系物 B．H2与T2互为同素异形体 C．14N和14C互为同位素 D．CH3OCHO与HCOOCH3互为同分异构体 【变式3】【变载体】下列说法正确的是( ) A．蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 B．甲醇和乙二醇均含有羟基，互为同系物 C．金刚石、石墨、C60互为同素异形体，金刚石转化为石墨是物理变化 D．、互为同位素，它们的质量数、中子数、电子数均不同 考点二 原子核外电子运动状态 知●识●解●构 知识点1 电子的运动特征 电子是质量________、带________的微观粒子，并具有________________。电子可以在原子内部进行________________，运动速度很________，接近________，与宏观物体的运动有极大不同：不能同时确定________________，不能描绘________________。 知识点2 能层与能级 1．能层(n) 在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的________________将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 2．能级 同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用________等表示。 3．能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 … 符号 K L M N O P Q … 能级 ____ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ … … … … 容纳最多电子数　 ____ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ … … … … ____ ____ ____ ____ …… … … __ 知识点3 原子轨道 1．电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的________分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。由于核外电子的________分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。 2．电子轮廓图： ________________电子云图，s电子云轮廓图是________形；p电子云轮廓图是________形，p电子云有三种伸展方向(px，py，pz，它们相互垂直)，即p能级电子有________个伸展方向；d能级电子有________个伸展方向；f能级电子有7个伸展方向。 3．原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为一个原子轨道，即电子云的伸展方向。 符号 s p d 电子云形状 ________ ________ ________ 轨道个数 ________ ________ ________ 4．轨道能量 ①同能层的不同能级能量s<p<d<f。 ②不同能层相同能级的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半径随能层增大而________。 ③同能层同能级不同轨道能量________，如2px＝2py＝2pz。 得分速记 各种特征的电子(以Mn为例，1s22s22p63s23p63d54s2) (1)不同运动状态的电子数：25 (2)不同空间运动状态的电子数：15 (3)形状不同的电子云种类：3 (4)不同能级(能量)的电子种类：7 (5)最高能级的电子数：5 (6)最高能层的电子数：2 知识点4 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 1．构造原理：随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按如图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。 2．.核外电子排布的三个规律 能量最 低原理 原子的电子排布遵循________能使整个原子的能量处于________状态 泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳________自旋状态________的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同________轨道时，基态原子中的电子总是_____________占据一个轨道，而且自旋状态________ 3．核外电子排布表示方法 表示方法 以硫原子为例 原子结构示意图 电子排布式 ________________ 简化电子排布式 ________________ 电子排布图(轨道表示式) 价电子排布式 ________________ 4．基态原子核外电子排布 (1)21~30号：［Ar］3dx4s2 (2)31~36号：［Ar］3d104s24px ① 一般最后1位数是几，x就等于几 ① 最后1位数是几，x就等于几 ② 24Cr：［Ar］3d44s2→________________ ② 32Ge：________________ ③ 29Cu：［Ar］3d94s2→________________ ③ 34Se：________________ 5．价电子(外围电子、特征电子) (1) 21~30号： 3d和4s上的电子数之和 (2) 主族元素： 最外层电子数 (3) 过渡金属原子： 除Cu和Cr原子最外层有________个电子外，其余的元素的原子最外层都有________个电子 (4) 过渡金属离子的价电子构型： 优先失去________电子数 原子 Fe Co Cu 价电子构型 ________ ________ ________ 离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Cu+ Cu2+ 价电子构型 ____ ____ ____ ____ ____ ____ (5) 元素的最高价： 等于价电子数 元素 Cr Fe Mn As 价电子构型 ________ ________ ________ ________ 最高价 ________ ________ ________ ________ 得分速记 （1）当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。 （2）在书写过渡元素电子排布式时，应先写(n－1)d亚层，后写ns亚层。 （3）过渡元素失电子生成离子时，先失ns亚层上的电子，再失(n－1)d亚层上的电子。即离子的核外外电子排布式都是由外向内失电子。 6．基态原子核外电子排布的表示方法(以铁原子为例) (1)各类要求的电子排布式 ①电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 ②简化电子排布式：________________ ③价电子(外围电子、特征电子)排布式：________ ④最外层电子排布式：________ ⑤M层电子排布式：________________ ⑥最高能级电子排布式：________ (2)各类要求的电子排布图 ①电子排布图： ②轨道表示式： ③价电子排布图： ④原子结构示意图： 知识点五 原子核外电子运动状态的描述——四个量子数 1.主量子数n，n＝1，2，3，4，……(只能取正整数)，描述原子中电子出现概率最大区域离核的远近(对应不同的能层)，用K、L、M、N等符号表示，决定________能量高低。 2.角量子数l，l＝0，1，2，3……n－1(取值受n的限制)，描述原子轨道或电子云的________(对应不同的能级)，用s、p、d、f等符号表示，与主量子数n共同决定________的能量。 3.磁量子数m，m＝0，±1，±2，……±l(取值受l的限制)，描述原子轨道或电子云在空间的________________(对应不同的原子轨道)。 4.自旋磁量子数ms，ms＝±，表示同一原子轨道中电子的两种________状态。如对于基态的氟原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为＋或－，即：F原子核外电子数为9，基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其价电子排布式为2s22p5，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，则价电子自旋磁量子数的代数和为×4＋×3＝＋，也可以是×3＋×4＝－。 知识点六 原子状态与原子光谱 1．基态原子：处于________________的原子。 2．激发态原子：基态原子的电子________能量后，电子跃迁到________能级，变成激发态原子。 3．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________，可以用光谱仪摄取各种元素原子的________光谱或________光谱，总称原子光谱。 (1)测量光谱仪器：________ (2)光谱图上数据：________ (3)光谱类型：________光谱 ①________光谱：1s22s22p63s23p34s1→1s22s22p63s23p4 ②________光谱：1s22s22p3→1s22s22p13s2 4．光谱分析的应用： (1)在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为________分析。 (2)生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放________有关。 得分速记 (1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。 (2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化 考●向●破●译 考向1 能层、能级、原子轨道 例1构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中不正确的是( ) A．E(3d)>E(3p)>E(3s) B．E(3s)>E(2s)>E(1s) C．E(4f)>E(3d)>E(4s) D．E(5s)>E(3d)>E(4p) 【变式1】【变载体】下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是( ) A．核外电子是分层运动的 B．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定 C．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数 D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关 【变式2】【变载体】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 【变式3】【变考法】2025·杭州市学军中学高三选考模拟)下列说法正确的是( ) A．图1为CH4分子的球棍模型 B．图2为氮原子的电子轨道表示式 C．图3为铍原子最外层的电子云图 D．图4为H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多 考向2 核外电子排布的规范书写 例2下列对基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是( ) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态P原子的电子排布式：1s22s22p63s23px23py1 错误，违反了洪特规则 B 基态Sc原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d3 正确 C 基态C原子的轨道表示式： 错误，违反了泡利不相容原理 D 基态Cl原子的价层电子轨道表示式： 正确 解题妙招 核外电子排布表示的书写策略 (1)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以硫原子为例 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 电子排布图(或轨道表示式) 价层电子排布式 3s23p4 (2)核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系 原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。 【变式1】【变载体】下列有关核外电子排布的表述正确的是( ) A．基态碳原子最外层电子排布图为 B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为 C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4 D．F-的结构示意图为 【变式2】【变考法】下列关于原子结构的说法不正确的是( ) A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【变式3】【变题型】(1)N的基态原子核外电子排布式为________；Cu的基态原子最外层有________个电子。 (2)钒(23V)是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为________________，其价层电子的轨道表示式为________________。 (3)Na位于元素周期表第________周期第________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为________。 (4)Cu＋基态核外电子排布式为________________。 (5)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________________。 (6)31Ga基态原子的核外电子排布式是________________。 (7)铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向，有________种不同运动状态的电子。 (8)基态Mn2＋的核外电子排布式为________________。 (9)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。 (10)可正确表示原子轨道的是________。 A．2s B．2d C．3pz D．3f 考向3 电子跃迁与原子光谱 例3（2026浙江大学附中高二期中）原子光谱在刑侦、考古和天文领域都有重要应用：刑侦中可通过微量物证的光谱分析锁定物质成分，天文学家则可通过恒星光谱判断其元素组成。关于原子光谱，下列说法正确的是( ) A．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱 B．原子光谱是不连续的线状谱线 C．焰色反应是金属原子的电子从激发态跃迁回基态时才有的现象 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 解题妙招 基态、激发态与原子光谱 【变式1】【变载体】（2026浙江衢州高二期中）下列描述与电子能级跃迁无关的是( ) A．LED发光灯 B．清晨树林里的丁达尔效应 C．节日燃放的焰火 D．太阳光谱里的夫琅禾费线 【变式2】【变载体】（2026浙江义乌中学高二期中）下列说法错误的是( ) A．原子光谱是不连续的线状谱线 B．电子所处轨道的能量是量子化的 C．霓虹灯发光的原理是电子由能量较高的轨道向能量较低的轨道跃迁时以光的形式辐射能量 D．利用玻尔原子结构模型解释在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线 【变式3】【变载体】（2026浙江师大附中高二期末不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，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。下列关于原子光谱的说法错误的是( ) A．氯化钠在灼烧过程中发出黄色的光，产生原子发射光谱，该过程属于物理变化 B．激发态原子的电子跃迁到较高能级变为基态原子 C．可利用原子吸收光谱上的特征谱线来鉴定元素 D．生活中常见的焰火、霓虹灯光、LED灯光都与原子核外电子跃迁释放能量有关 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．(2026·浙江1月卷，3，3分)下列化学用语表述错误的是( ) A．甲醇的结构简式：CH3OH B．中子数为8的N原子：87N C．基态铍原子核外电子排布式：1s22s2 D．C(CH3)4的系统命名法：2，2-二甲基丙烷 2．(2025·浙江1月卷，2，3分)下列化学用语表示不正确的是( ) A．基态S原子的电子排布式：2s22p4 B．质量数为14的碳原子：146C C．乙烯的结构简式：CH2=CH2 D．的电子式： 3．(2025·浙江1月卷，17)磷是生命活动中不可或缺的元素。请回答： (1)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 4．(2024·浙江省6月卷，3，3分)下列表示不正确的是( ) A．CO2的电子式： B．Cl2中共价键的电子云图： C．NH3的空间填充模型： D．3，3-二甲基戊烷的键线式： 5．(2024·浙江省1月卷，3，3分)下列表示不正确的是( ) A．中子数为10的氧原子： B．SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C．用电子式表示KCl的形成过程： D．的名称：甲基乙基戊烷 6．(2023·浙江省1月卷，3，3分)下列化学用语表示正确的是( ) A．中子数为18的氯原子： B．碳的基态原子轨道表示式： C．的空间结构：(平面三角形) D．的形成过程： 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $