内容正文:
原子结构 元素周期律
主题四
第一讲
原子结构 核外电子排布
Di Yi Jiang
|内|容|与|目|标|
1.了解原子的构成粒子和核素、同位素的概念与判断。
2.了解核外电子排布规律和电子排布的表示方法(电子排布式和轨道表示式)。
3.了解电子的跃迁和原子光谱。
4.熟练掌握1~36号元素的基态核外电子排布的表示。
1
逐点清(一) 原子结构与核素
2
逐点清(二) 核外电子排布
3
作业验收评价
目
录
原子结构与核素
逐点清(一)
(一)原子结构
1.构成原子的微粒及作用
(1)有质子的微粒不一定有中子,如H;有质子的微粒不一定有电子,如H+。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如F与OH-。
元素
化学
2.微粒之间的数量关系
(1)质量关系:质量数(A)=___________ + __________。
(2)电性关系
质子数(Z)
中子数(N)
质子数(Z)+所带电荷数(n)
质子数(Z) -所带电荷数(n)
3.微粒符号周围数字的含义
核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Na+和M。
质量数
离子所带
电荷数
(二)元素、核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互关系
质子数
质子
中子
质子
中子
2.元素、核素、同位素的理解
(1)同位素的特征
同一元素的各种核素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大;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。
(2)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。
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
____表示,名称为____或超重氢。
T
氚
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
核反应
核反应是指原子核与原子核,或原子核与各种粒子(如质子、中子、光子等)之间相互作用而导致原子核结构发生改变,产生新原子核的过程。
核反应主要分为两大类:
(1)核裂变:重原子核(如铀⁃235)在吸收一个中子后,分裂成两个或多个质量较小的原子核,并释放出大量能量和中子的过程,常用于核电站和原子弹。
(2)核聚变:轻原子核(如氢的同位素氘和氚)在极高温度和压力下,聚合成一个较重的原子核(如氦),同时释放出远超核裂变的能量,太阳发光发热及氢弹爆炸均基于此原理。
|基|础|落|实|小|练|
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有原子核内一定有中子 ( )
(2)质子数相同的微粒一定属于同一种元素 ( )
(3)(2024·甘肃卷)CC和C互为同位素 ( )
(4)(2025·山东卷)Yb的中子数与质子数之差为104 ( )
×
×
√
×
2.(苏教必修1 P52 T7改编)在自然界中许多元素有多种核素,如氧元素存在O、O、O三种核素,氢元素有HHH三种核素。
(1)OOHH四种核素最多可以组成_____种水分子。
(2)1 mol H2 O分子中含有_____ mol中子。
(3)科学研究发现H+在水中实际以水合氢离子(H3O+)的形式存在,在0.5 mol H3O+中含有_______个质子。
6
12
5.5NA
3.元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念,原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号H2H2CLiNa、NLiMg,回答下列问题:
(1)表示核素的符号共_____种。
(2)互为同位素的是________和______。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是_____和______。
6
Li
Li
C
N
√
题点、考法讲评
1.(2025·江苏卷)科学家通过核反应n+HHe发现氚H)。下列说法正确的是( )
An表示一个质子
BLi的基态原子核外电子排布式为1s12s2
CH与H互为同位素
DHe的原子结构示意图为
解析: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;质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素H与H质子数相同、中子数不同,二者互为同位素,C正确He原子核外只有2个电子,原子结构示意图为 ,
D错误。
√
2.(2026·宿迁期中)钍(90Th)是一种放射性金属元素,232Th是钍的一种核素,232Th经过中子轰击可得233U,因此232Th是潜在的核燃料。下列有关232Th的说法不正确的是 ( )
A.质子数是90 B.质量数为232
C.核外电子数为90 D.232Th与233U互为同位素
解析:由钍(90Th)可知,质子数是90,质量数为232,核外电子数为90,A、B、C正确;质子数相同,中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素,但Th与U质子数不同,不能互为同位素,D错误。
√
3.(2026·镇江期中)用α粒子轰击铝核试验放出中子,其核反应为Al+He→X+n。下列说法不正确的是( )
A.He与He互为同位素
B.核反应中的X元素的原子为P
C.Al的原子结构示意图为
D.该核反应过程中有化合价变化
解析:He与He质子数相同,中子数不同,互为同位素,A正确;根据质量守恒定律,X质子数为15,质量数为30,故X元素的原子为P,B正确;Al为13号元素,原子结构示意图书写无误,C正确;核反应过程中无化合价变化,而是原子核内质子数和中子数发生变化,D错误。
4.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为_______________,所含中子的物质的量为__________ ,所含质子数为________________ ,所含电子数为________________ 。
(m+1)mol
mol
(m+A-N)NA
(m+A-N)NA
|归纳拓展|核反应中的两大守恒
如卢瑟福发现质子的核反应:
NHeOH
“质量数守恒”→14+4=17+1;
“质子数守恒”→7+2=8+1。
核外电子排布
逐点清(二)
(一)核外电子运动状态
1.相关概念
(1)空间运动状态
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。
(2)自旋状态
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↓)表示自旋相反的电子。
(3)电子的运动状态
核外电子的运动状态包括空间运动状态和自旋状态。
(4)电子云
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.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 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
各能级原
子轨道数 1 1 3 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
各能层原
子轨道数 1 4 ____ ____
最多容纳
电子数 2 8 ____ ____
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
1
3
5
1
3
5
7
9
16
18
32
1.两种运动状态
(1)电子的运动状态
核外有多少个电子就有多少种电子运动状态,如基态氮原子核外电子运动状态有7种。
(2)电子的空间运动状态
核外电子的空间运动状态=电子所占据的原子轨道数目,如基态氮原子核外电子空间运动状态有5种。
2.成对电子与未成对电子
1个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反,这2个电子称为成对电子,即电子对;若有1个电子,这个电子称为未成对电子,即单电子。
3.原子轨道的形状和能量
(1)s电子云呈____形,能层序数越大,原子轨道的半径越___。
轨道
形状
能量比较 形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……
球
大
(2)p电子云呈______形,能层序数越大,原子轨道的半径越____。
轨道形状
能量比较 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
哑铃
大
(二)基态与激发态 原子光谱
1.基态与激发态
基态原子 处于______________的原子
激发态原子 基态原子吸收能量,它的电子会______到较高能级,变为激发态原子
最低能量状态
跃迁
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,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
释放
(三)原子核外电子排布规律与表示方法
1.电子排布原则
能量
最低原理 在构建基态原子时,电子将尽可能地占据___________的原子轨道,使整个原子的___________
泡利原理 在一个原子轨道里,最多只能容纳___个电子,它们的自旋_____
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_____
能量最低
能量最低
2
相反
平行
2.核外电子的填充顺序遵循构造原理
电子排布式书写顺序与电子排布顺序
电子进入能级的顺序是按照构造原理中能级的能量递增的顺序,而电子排布式的书写规则是按照能层的顺序,能层中的能级按s、p、d、f的顺序排布。
3.基态原子核外电子排布的表示方法(以S原子为例)
电子排布式 _______________
简化电子排布式 ____________
价层电子排布 ________
价层电子轨道表示式
(电子排布图)
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
思考:价层电子排布式与最外层电子排布式相同吗?试举例说明。
提示:价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子,是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中,价电子数就是最外层电子数;副族元素原子的价电子,除最外层电子外,还可包括次外层电子。例如,Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,价层电子排布式为3d54s2。
|基|础|落|实|小|练|
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)2p和3p轨道形状均为哑铃状,能量也相等 ( )
(2)电子发生跃迁可形成吸收光谱或发射光谱 ( )
(3)22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理 ( )
(4)(2024·浙江6月)Ar的基态原子电子排布方式只有一种 ( )
(5)(2024·河北卷)原子光谱是不连续的线状谱线可以说明原子的能级是量子化的( )
(6)(2024·湖北卷)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( )
(7)(2025·山东卷)镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2,基态Yb原子核外共有10个d电子 ( )
×
√
×
√
√
√
×
2.如图是s能级和p能级的原子轨道示意图。
试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈_____形,每个s能级有_____个原子轨道;p电子的原子轨道呈_______形,每个p能级有____个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是______ 能级电子,其电子云在空间有3个互相______ (填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是_____。
球
1
哑铃
3
2p
垂直
氮
题点、考法讲评
一、核外电子排布规律的应用
1.按要求填空。
(1)基态Ti3+中未成对电子数有____个;与钛同族相邻的元素锆的基态原子价层电子排布式为________。与钛同周期元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有____种。
解析:Ti位于第四周期,钛基态原子未成对电子数是2,与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。
1
4d25s2
3
(2)基态钛原子的价层电子排布式为_______,其原子核外电子的空间运动状态有_____种,共有_____种运动状态不同的电子。
(3)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有_____种。
解析: (2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价层电子排布式为3d24s2;s轨道有一种空间运动状态,p轨道有三种空间运动状态,d轨道有五种空间运动状态,3d轨道只有两个电子,有两种空间运动状态,因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种;核外有22个电子,就有22种运动状态。(3)基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1,基态Cu原子核外有几个轨道,其核外电子就有几种空间运动状态,则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+3+5+1=15种。
3d24s2
12
22
15
2.按要求填空。
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为_____;其基态原子价层电子的轨道表示式为__________ 。
(2)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子且只有一个未成对电子,E的元素符号为_____ ,其基态原子的核外电子排布式为_____________________
________________ 。
解析:(1)A元素基态原子次外层有2个电子,说明A元素是第二周期元素,其最外层有3个未成对电子,故A元素是氮元素。(2)E元素基态原子的M层全充满,为3d10,N层没有成对电子且只有一个未成对电子,即E元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1,故E元素为铜元素。
N
Cu
1s22s22p63s23p63d104s1
(或[Ar]3d104s1)
(3)元素D的正三价离子的3d能级为半充满结构,D的元素符号为____,其基态原子的核外电子排布式为_________________________________。
解析:元素D的正三价离子的3d能级为半充满结构,该三价阳离子的价层电子排布式为3d5,故D元素为铁元素。
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
二、化学用语
3.(2025·四川卷)下列化学用语或图示正确的是( )
A.中子数为21的钾核素:K
B.CaC2的电子式:
C.基态Fe3+价层电子的轨道表示式:
D.PCl3分子的球棍模型:
√
解析:中子数为21的钾核素应为K,故A错误;CaC2为离子化合物,电子式为 ,故B正确;基态Fe3+价层电子排布式为3d5,轨道表示式为
,故C错误;PCl3分子的价层电子对数为3+=4,球棍模型为三角锥形,故D错误。
4.(2025·甘肃卷)马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物,陶制文物的主要成分为硅酸盐,下列有关表述错误的是 ( )
A.基态Si原子的价层电子排布图:
BO的同位素O可作为有机反应示踪原子
C.SiCl4的电子式为︰︰
D.SiO2的球棍模型为
√
解析:Si为14号元素,其基态原子的价层电子排布式为3s23p2,故其基态原子的价层电子排布图为 ,A项正确;16O和18O为氧元素的两种同位素,18O常用作有机反应的示踪原子,B项正确;SiCl4为分子晶体,Si与Cl形成一对共用电子对,故SiCl4的电子式为︰︰,C项正确;SiO2为共价晶体,其球棍模型应为立体网状结构,D项错误。
5.按要求填写下列空白:
(1)(2025·重庆卷)Al元素基态原子的电子排布式为________________。
(2)(2025·湖南卷)基态Ni的价层电子排布式为_______。
(3)(2025·湖北卷)基态氟离子的电子排布式为__________。
(4)(2024·全国甲卷)第ⅣA族元素基态原子核外未成对电子数为____,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为_____。
1s22s22p63s23p1
3d84s2
1s22s22p6
2
+4
(5)(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)。
(6)(2024·新课标卷)Ni基态原子价电子的轨道表示式为_________________。
(7)(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: 。
Cr
答案:
作业验收评价
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
√
12
一、选择题
1.宏微结合是化学学科特有的思维方式。下列对宏观事实的微观解释正确的是( )
A.钠离子和钠原子化学性质不同——质子数不同
B.一氧化碳能燃烧,二氧化碳不能燃烧——不同种分子的化学性质不同
C.氧化汞分解生成氧气和汞——原子种类发生改变
D.金刚石的硬度比石墨大——碳原子的内部结构不同
14
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2
3
4
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6
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12
解析:钠离子和钠原子化学性质不同是由于最外层电子数不同,而非质子数不同,二者质子数相同,A错误;一氧化碳和二氧化碳的分子构成不同,分子是保持物质化学性质的最小粒子,因此它们的化学性质不同,B正确;氧化汞分解时,原子重新组合,但原子种类未发生改变,C错误;金刚石和石墨的硬度差异源于碳原子排列方式不同,而非碳原子内部结构(如原子核或电子结构)不同,D错误。
14
13
√
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2
4
5
6
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3
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13
2.关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法不正确的是 ( )
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+的半径大于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原子价层电子排布式为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;基态As原子价层电子排布式为4s24p3,As3+的价层电子排布式为4s2,最外层电子数为2,故B错误;P3+比P5+多一个电子层,所以P3+的半径大于P5+的半径,故C正确;基态P原子的电子排布式为[Ne]3s23p3,电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态,故D正确。
√
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13
3.(2026·扬州期中)对于反应N+He→O+H,下列说法正确的是( )
A.N原子核中有14个中子
B.基态He的核外电子排布式为1s2
C.O与O互为同素异形体
D.H原子核中有1个质子和1个中子
解析:N的原子核中质子数为7,质量数为14,中子数=14-7=7,A错误;He的电子数为2,基态时核外电子排布式为1s2,B正确;O和O是氧的同位素,同素异形体是同元素的不同单质(如O2和O3),C错误;H的原子核含1个质子,中子数=1-1=0,D错误。
√
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4.下列化学用语或图示表达正确的是 ( )
A.中子数为18的氯原子:Cl
B.碳的基态原子轨道表示式:
C.2pz电子云图为
D.基态24Cr原子的价层电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
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解析:中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,核素符号为Cl,A错误;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个电子应该分布在2个轨道上,且自旋方向相同,轨道表示式: ,B错误;p能级电子云是哑铃(纺锤)形,C正确;基态铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr的价层电子排布式为3d54s1,D错误。
√
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3
5.OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
OHeOX;OHeOY。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2O2分子是因其化学键不稳定
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3
解析:根据质量守恒可知,X微粒为He,Y微粒为He,X微粒的中子数为4,A错误;二者具有相同的质子数和不同的中子数,互为同位素,B正确;由题干信息可知,O与O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误;自然界中不存在O2与O2并不是其化学键不稳定,而是由于O与O的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为其他原子,D错误。
12
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3
6.下列关于原子结构及微粒间的数量关系,说法正确的是 ( )
A.质子数相同的微粒一定属于同一种元素
B.微粒Na+、Mg2+、S2-具有相同的电子层结构
C.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素一定是金属元素
D.一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等
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解析:质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,例如Ne、H2O分子、NH3分子均为10个质子,但不是同种元素,A错误;微粒Na+、Mg2+核外电子排布是2、8,这两种微粒具有相同的电子层结构,S2-核外电子排布是2、8、8,B错误;某元素原子的最外层只有2个电子,该元素可能是He,因此该元素不一定是金属元素,C错误;分子的质子数和电子数相等,离子的质子数和电子数不相等,则一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等,D正确。
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7.烧碱溶液可以侵蚀玻璃,反应为SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O。下列说法正确的是 ( )
A.Na+结构示意图:
B.基态Si原子外围电子轨道表示式:
C.中子数为10的氧原子可表示为O
D.H2、D2、T2互为同位素
1
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解析:钠离子的核电荷数为11、核外电子总数为10,其离子结构示意图为
,A正确;硅为14号元素,基态Si原子的外围电子轨道表示式为 ,B错误;中子数为10的氧原子可表示为O,C错误;H、D、T的质子数相同,中子数不同,互为同位素,属于同一元素,H2、D2、T2是分别由H、D、T形成的单质,D错误。
√
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8.(2026·常州期中)化学用语是学习化学的基本工具,下列化学用语表述正确的是 ( )
A.NaCl溶液中的水合氯离子:
B.18O2-的离子结构示意图:
C.基态S原子的外围电子排布图:
D.3H的原子结构模型:
1
2
4
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解析:氯化钠溶于水后,Na+和Cl-分别与水分子作用形成水合钠离子
(Na+吸引水分子氧端)和水合氯离子 (Cl-吸引水分子氢端),A错误;18O2-的质子数为8,核外电子数为10,离子结构示意图: ,B错误;硫为16号元素,基态硫原子的外围电子排布图为 ,C错误;3H(氚)的质子数为1、中子数为2、原子核外电子数为1,原子结构模型中原子核内有1个质子和2个中子,核外有1个电子,与图描述一致,D正确。
√
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9.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是 ( )
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形
B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)
C.基态R原子的原子轨道总数为9
D.基态R原子的轨道表示式为
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解析:由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知,可能有两种情况:p能级上只有2个电子,R为第ⅣA族元素,C或Si;p能级上有4个电子,R为第ⅥA族元素,O或S,故只有A正确。
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√
10.月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g,一个He原子的质量为b g,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.He比He多一个中子
B.氦元素的近似相对原子质量为3.5
CHe的相对原子质量为
DHe的摩尔质量为bNA
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解析:1个He比1个He少一个中子,A错误;不能确定核素的原子百分含量,因此不能计算氦元素的近似相对原子质量,B错误;一个原子的真实质量与一个12C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量,因此He的相对原子质量为,C正确He的摩尔质量为bNA g·mol-1,D错误。
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11.(2026·南阳市六校一模)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态A原子的核外电子有4种空间运动状态,基态B原子有3个未成对电子,B和E同主族,基态C原子s能级与p能级电子总数相等,基态D原子的价层电子排布式为nsn-2。下列说法正确的是 ( )
A.Fe(AB)5配位化合物中配位原子是B
B.简单氢化物沸点:E>C>A
C.四种元素基态原子的第一电离能:C>B>A>D
D.AC2、B2C的空间结构均为直线形
√
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解析:A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,A的核外电子有4种空间运动状态,即占据4个原子轨道,则A为C元素;基态B原子有3个未成对电子,B和E同主族,则B为氮元素,E为磷元素;基态C原子s能级与p能级电子总数相等,则C为氧元素;D的基态原子价层电子排布式为nsn-2,可知n=3,则D为Na元素。据此解答。因电负性:N>C,C更易提供孤电子对形成配位键,则Fe(CN)5配位化合物中配位原子是碳原子,A错误。水分子能形成分子间氢键,沸点高于PH3、CH4,PH3、CH4不能形成分子间氢键,但由于PH3的相对分子质量大于CH4,因此PH3分子间作用力大于CH4,沸点高于CH4,即简单氢化物沸点顺序为H2O>PH3>CH4,B错误。同周期元素自左而右,第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,金属的电负性一般小于非金属,则第一电离能:N>O>C>Na,C错误。AC2为CO2,CO2分子中C原子的价层电子对数=2+(4-2×2)=2,分子空间结构为直线形;B2C为N2O,N2O与CO2互为等电子体,所以空间结构相同,均为直线形,D正确。
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二、非选择题
12.(10分)(2026·苏州中学期中)A、B、C、D、E五种元素的核电荷数依次增大且均小于18,A原子电子数等于电子层数,B原子最外层电子数是内层电子总数的2倍,C2-的核外电子排布与氖原子相同,D原子的M层电子数为K层的一半,E是地壳中含量最多的金属元素。按要求填空:
(1)写出E离子的结构示意图_________。
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解析:A原子电子数等于电子层数,且原子序数小于18,则A为H元素。B原子最外层电子数是内层电子总数的2倍,B有2个电子层,最外层电子数为4,则B为C元素。C2-的核外电子排布与氖原子相同,D原子的M层电子数为K层的一半,C为O元素,D为Na元素。E是地壳中含量最多的金属元素,则E为Al元素。(1)Al3+的核电荷数为13,核外有10个电子,其结构示意图为 。
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(2)写出C基态原子的轨道表示式为______________。
(3)写出工业制取D单质的化学方程式:__________________________。
(4)已知A元素有3种同位素,C元素也有3种常见同位素,推测由此形成的A2C分子有_____种。
解析: (2)O原子核外有8个电子,基态O原子的轨道表示式为 。
(3)工业上用电解熔融氯化钠的方法制取Na单质,化学方程式为2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑。 (4)A2C为H2O,H有1H、2H、3H 3种同位素,O有16O、17O、18O 3种同位素。H2O分子中,两个H原子的组合有6种,再分别与3种O原子组合,所以形成的H2O分子有18种。
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
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(5)写出BC2与D2C2反应的化学方程式并用“双线桥”标出电子转移的方向和
数目_____________________。
(6)写出E的单质与NaOH溶液反应的化学方程式:
________________________________________。
解析: (5)BC2为CO2,D2C2为Na2O2,二者反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。(6)Al与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑
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13.(12分)(2026·石家庄开学摸底)元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ns1;B元素的原子价层电子排布式为ns2np2;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等;D元素原子的M能层p能级中有3个未成对电子;E元素的原子有5个未成对电子。
(1)写出元素名称:C____、D_____、E____。
解析:元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ns1,则A位于第ⅠA族;B元素的原子价层电子排布式为ns2np2,则B位于第ⅣA族;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等,则其价层电子排布式为2s22p4,其为O元素;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,则其价层电子排布式为3s23p3,其为P元素;E元素的原子有5个未成对电子,则其价层电子排布式为3d54s2,其为Mn元素。(1)由分析可知,C为氧,D为磷,E为锰。
氧
磷
锰
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(2)C基态原子的轨道表示式为_______________。
(3)当n=2时,B的最简单气态氢化物的电子式为___________, BC2分子的结构式是____________;当n=3时,B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_________________________。
解析: (2)C为氧元素,基态原子的轨道表示式为 。(3)当n=2时,B的价层电子排布式为2s22p2,其为碳元素,最简单气态氢化物为CH4,电子式为
,BC2为CO2,分子的结构式是O==C==O;当n=3时,B为Si,B与C形成的化合物为SiO2,其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是SiO2+2OH-==+H2O。
O==C==O
SiO2+2OH-==+H2O
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(4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,B元素的原子价层电子排布式为3s23p2,A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________(用元素符号表示)。
(5)E元素原子的价层电子排布式是_________,在元素周期表中的位置是__________________。
解析: (4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,则其为Li,B元素的原子价层电子排布式为3s23p2,则其为Si,同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能减小,A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O>P>Si>Li。(5)E为Mn元素,原子的价层电子排布式是3d54s2,在元素周期表中的位置是第四周期第ⅦB族。
O>P>Si>Li
3d54s2
第四周期第ⅦB族
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14.(14分)(2026·南通海安实中月考)现有六种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。
A元素原子的核外p电子数比s电子数少3
B元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
C元素基态原子p轨道有3个未成对电子
D原子核外所有p轨道全充满或半充满
E在该周期中未成对电子数最多
F能形成红色(或砖红色)的F2O和黑色的FO两种氧化物
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根据上述信息,完成下列各题。
(1)画出A基态原子的核外电子轨道表示式:________________。
(2)B基态原子的核外电子轨道表示式为 ,该同学所画的轨道表示式违背了___________。
(3)D基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有____个伸展方向,呈______形。
(4)写出C原子的电子排布式:___________;写出E原子的简化电子排布式:
___________。
(5)写出F元素原子的价层电子排布式:_________。
洪特规则
3
哑铃
1s22s22p3
[Ar]3d54s1
3d104s1
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解析:A、B、C、D为短周期主族元素,原子序数依次增大,A元素原子的核外p电子数比s电子数少3,电子排布式为1s22s22p1,即A为B元素;B元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具,则B为C元素;C元素基态原子p轨道有3个未成对电子,价层电子排布式为ns2np3,D原子核外所有p轨道全充满或半充满,结合原子序数可知,价层电子排布式为3s23p3,即C为N元素、D为P元素;E在该周期中未成对电子数最多,又E为第四周期元素,则其价层电子排布式为3d54s1,则E为Cr元素;F能形成红色(或砖红色)的F2O和黑色的FO两种氧化物,即F为Cu元素。
本课结束
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