2024高考化学一轮复习讲义（步步高版）第5章 第26讲　原子结构　核外电子排布规律

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[复习目标] 1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。3.能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。
考点一 原子结构、核素、同位素
1．原子结构
(1)构成微粒及作用
(2)微粒间的数量关系
①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。
(3)微粒符号周围数字代表的信息
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(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。
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。
(3)氢元素的三种核素
eq \\al(1,1)H：名称为氕，不含中子；
eq \\al(2,1)H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
eq \\al(3,1)H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子( )
2．所有原子核内一定都有中子( )
3．质量数就是元素的相对原子质量( )
4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素( )
5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同( )
6．核聚变如eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H―→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化( )
7．氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
7．√
一、微粒中“粒子数”的确定
1．月球上的每百吨eq \\al(3,2)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eq \\al(4,2)He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g，一个eq \\al(3,2)He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是( )
A.eq \\al(3,2)He比eq \\al(4,2)He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.eq \\al(3,2)He的相对原子质量为eq \f(12b,a)
D.eq \\al(3,2)He的摩尔质量为bNA
答案 C
解析 eq \\al(3,2)He比eq \\al(4,2)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eq \\ar(12, 6)C原子质量的eq \f(1,12)的比值是该核素的相对原子质量，因此eq \\al(3,2)He的相对原子质量为eq \f(12b,a)，C正确；eq \\al(3,2)He的摩尔质量为bNA g·ml－1，D错误。
2．(1)1 ml H218O与1 ml D216O的中子数之比为________。
(2)已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是___________________________________________________。
答案 (1)1∶1 (2)eq \f(wm－n＋2,m) ml
解析 (2)质量数＝质子数＋中子数，则R的质子数为m－n，故R2－的核外电子数为m－n＋2，w g R原子的物质的量为eq \f(w,m) ml，所以w g R2－含有电子的物质的量为eq \f(w,m) ml×(m－n＋2)＝eq \f(wm－n＋2,m) ml。
二、元素、核素、同位素的概念辨析
3．汤姆孙()和阿斯通()在1913年发现了eq \\al(22,10)Ne。下列有关说法正确的是( )
A.eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne属于同素异形体
B.eq \\al(22,10)Ne和 eq \\al(20,10)Ne属于不同的核素
C.eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的中子数相同
D.eq \\al(22,10)Ne转变为eq \\al(20,10)Ne为化学变化
答案 B
解析 eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，互为同位素，不互为同素异形体，A、C项错误，B项正确；eq \\al(22,10)Ne转变为eq \\al(20,10)Ne，没有新物质生成，不是化学变化，D项错误。
4．现有下列9种微粒：eq \\ar(1,1)H、eq \\ar(2,1)H、eq \\ar(13, 6)C、eq \\ar(14, 6)C、eq \\ar(14, 7)N、eq \\ar(56,26)Fe2＋、eq \\ar(56,26)Fe3＋、eq \\ar(16, 8)O2、eq \\ar(16, 8)O3。按要求完成以下各题：
(1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)eq \\al(56,26)Fe2＋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。
答案 (1)核素 同位素 (2)eq \\ar(16, 8)O2、eq \\ar(16, 8)O3
(3)30 24 (4)7 5
解析 (1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H分别是氢元素的一种核素；eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子，它们互称为同位素。
(2)eq \\ar(16, 8)O2和eq \\ar(16, 8)O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
(3)eq \\al(56,26)Fe2＋的中子数为56－26＝30，核外电子数为26－2＝24。
考点二 核外电子运动状态与排布原理
1．核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成电子层，同一电子层的电子，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。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。
(2)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。s电子云轮廓图呈________形、p电子云轮廓图呈________形。p电子云有________种伸展方向。
(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d ②2s、2px、2py、2pz
答案 (1)
(2)球 哑铃 3
(3)25,50
(4)①1s