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    2025届高中化学全程复习学案全套25原子结构 核外电子排布
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    2025届高中化学全程复习学案全套25原子结构 核外电子排布

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    这是一份2025届高中化学全程复习学案全套25原子结构 核外电子排布,共11页。学案主要包含了师说·助学,易错诊断,教考衔接,对点演练,师说·延伸等内容,欢迎下载使用。


    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、价层电子排布式和轨道表示式。
    考点一 原子结构、核素、同位素
    1.原子构成
    (1)构成微粒及作用
    电子最外层电子数决定主族元素的
    ______性质各层电子数
    (2)微粒之间的数量关系
    ①原子中:质子数(Z)=核电荷数=核外电子数;
    ②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);
    ③阳离子的核外电子数=________________;
    ④阴离子的核外电子数=________________。
    (3)符号中各数字的含义
    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一般不变。
    (3)氢元素的三种核素
    11H:名称为________,不含中子;
    21H:用字母________表示,名称为________或重氢;
    31H:用字母________表示,名称为________或超重氢。
    【师说·助学】 原子中不一定都含有中子,如11H中没有中子。
    (4)几种重要的核素
    3.两种相对原子质量
    (1)原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与________________的比值。
    (2)元素的相对原子质量:是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。如:Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
    【易错诊断】 判断正误,错误的说明理由。
    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.核聚变如21H+31H―→42He+10n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化:________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    3.中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素:________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    4.3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同:________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    【教考衔接】
    典例1 [2021·北京卷,2]下列有关放射性核素氚(31H)的表述不正确的是( )
    A. 31H原子核外电子数为1
    B. 31H原子核内中子数为3
    C. 31H2与H2化学性质基本相同
    D. 31H2O具有放射性
    典例2 汤姆孙()和阿斯通()在1913年发现了(_10^22)Ne。下列有关说法正确的是( )
    A. 2210Ne和2010Ne属于同素异形体
    B. 2210Ne和2010Ne属于不同的核素
    C. 2210Ne和2010Ne的中子数相同
    D. 2210Ne转变为2010Ne为化学变化
    【对点演练】
    考向一 微粒中“粒子数”的确定
    1.月球上的每百吨32He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 42He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g,一个32He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. 32He比42He多一个中子
    B.氦元素的近似相对原子质量为3.5
    C. 32He的相对原子质量为12ba
    D. 32He的摩尔质量为bNA
    考向二 元素、核素、同位素的概念辨析
    2.现有下列9种微粒: 11H、21H、136C、146C、147N、 5626Fe2+、5626Fe3+、168O2、168O3。按要求完成以下各题:
    (1) 11H、21H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) 5626Fe2+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。
    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。
    (2)能量关系
    ①同一能层各能级能量顺序:E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。
    ②形状相同的原子轨道能量的高低:E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)……
    ③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量________。
    (3)电子云: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。
    2.基态与激发态 原子光谱
    (1)基态原子:处于最低能量状态的原子。
    激发态原子: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。
    3.基态原子核外电子排布依据
    (1)排布原理
    ①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。
    ②泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反。
    ③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。 如2p3的电子排布为,不能表示为
    【师说·助学】 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。
    (2)填充顺序——构造原理
    (3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
    【易错诊断】 判断正误,错误的说明理由。
    1.p能级能量不一定比s能级的能量高:________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    2.22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理:________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    3. 表示的原子能量处于最低状态:_______________________________________。
    4.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布:_________________________________________________。
    【教考衔接】
    典例1 [2023·浙江1月,17改编]由硅原子形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,其中属于基态粒子的是________,属于激发态粒子的是________。
    典例2 [2021·河北卷,17节选](1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
    (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+12表示,与之相反的用-12表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为________。
    【师说·延伸】 (1)符合核外电子排布原理的粒子均为基态粒子,否则为激发态粒子。
    (2)电子的运动状态与原子核外电子数目相等;空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。
    【对点演练】
    考向一 基态原子核外电子排布表示方法
    1.下列Li原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
    2.(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________。
    (3)元素D的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为________,其基态原子的核外电子排布式为________。
    核外电子排布常见错误
    (1)在书写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:
    (2)当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,却先失4s轨道上的电子,如Fe3+:1s22s22p63s23p63d5。
    考向二 判断电子的运动状态
    3.(1)铜或铜盐的焰色试验为绿色,该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
    (2)钾发生焰色试验的原因是________________________________________________。
    4.(1)基态F原子核外电子的运动状态有______种。
    (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Si原子价层电子的运动状态有________种,若其电子排布式表示为[Ne]3s23p2x违背了________。
    (4)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。
    考向三 判断原子中未成对电子数目
    5.按要求填空:
    (1)基态Ti3+中未成对电子数有________个;与Ti同族相邻的元素Zr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。
    (2)血红蛋白中的铁处于基态时,其最高能级中的单电子数为________。
    (3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。
    (4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式为________________。
    (5)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题,可用反应B(OCH3)3+NH4Cl+LiAlH4===NH3BH3+Al(OCH3)3+LiCl+H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。
    第四周期元素原子未成对电子数归纳
    ▭〖温馨提示:请完成课时作业25〗
    第五章 物质结构与性质 元素周期律
    第25讲 原子结构 核外电子排布
    考点一
    夯实·必备知识
    1.(1)核素 元素 化学 (2)③质子数-电荷数 ④质子数+电荷数
    2.(3)氕 D 氘 T 氚
    3.(1)12C质量的1/12
    易错诊断
    1.正确。
    2.错误。化学变化是原子的重新组合,原子是化学变化的最小微粒; 核聚变中原子发生了变化,故核聚变不属于化学变化。
    3.错误。11H与12H二者属于同位素;OH-与Na+二者不属于同位素。中子数不同而质子数相同的原子一定互为同位素。
    4.正确。
    突破·关键能力
    教考衔接
    典例1 答案:B
    典例2 解析:1022Ne和1020Ne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;1022Ne转变为1020Ne,没有新物质生成,不是化学变化,D项错误。
    答案:B
    对点演练
    1.解析:23He比24He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612C原子质量的112的比值是该核素的相对原子质量,因此23He的相对原子质量为12ba,C正确;23He的摩尔质量为bNA g·ml-1,D错误。
    答案:C
    2.解析:111H、12H分别是氢元素的一种核素;11H、12H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)168O2和168O3是同种元素组成的不同单质,互为同素异形体。
    32656Fe2+的中子数为56-26=30,核外电子数为26-2=24。
    答案:(1)核素 同位素 (2)168O2、168O3
    (3)30 24 (4)7 5
    考点二
    夯实·必备知识
    1.(1)K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 4 9 16 2 8 18 32 (2)③相等 (3)球 哑铃 3
    2.(2)吸收 发射
    3.(3)1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4
    易错诊断
    1.正确。
    2.错误。违反的是泡利不相容原理。
    3.错误。根据洪特规则,基态原子应为,此状态的原子能量才处于最低状态。
    4.正确。
    突破·关键能力
    教考衔接
    典例1 解析:电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,可推知分别为基态Si原子、Si+离子、激发态Si原子。
    答案:①② ③
    典例2 解析:(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、O2-、K+和P3-,其中核外电子排布相同的是K+和P3-。
    (2)对于基态的磷原子,其价电子排布式为3s23p3,其中3s轨道的2个电子自旋状态相反,自旋磁量子数的代数和为0;根据洪特规则可知,其3p轨道的3个电子的自旋状态相同,因此,基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为+32或-32。
    答案:(1)K+和P3- (2)+32或-32
    对点演练
    1.解析:根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1,则④中能量最低;选项③中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
    答案:④ ③
    2.答案:(1)N
    (2)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
    (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
    3.答案:(1)发射光谱
    (2)电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,以光的形式释放能量
    4.解析:(1)基态F原子共有9个核外电子,则每个电子都有对应的轨道和自旋状态,所以核外电子的运动状态有9种。
    (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。
    (4)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。
    答案:(1)9 (2)3d24s2 12 22 (3)4 洪特规则 (4)15
    5.解析:(1)Ti位于第四周期,Ti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。
    (3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1,核外有6个未成对电子,基态镍原子价层电子排布式为3d84s2,核外有2个未成对电子,则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。
    答案:(1)1 4d25s2 3 (2)4 (3)3∶1
    (4) (5)5
    核素
    23592U
    146C
    21H
    31H
    188O
    用途
    核燃料
    用于考古断代
    制氢弹
    示踪原子
    能层(n)




    能层符号
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    能级符号
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    各能级原
    子轨道数
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    ____
    各能层原
    子轨道数
    ____
    ____
    ____
    ____
    最多容纳
    电子数
    ____
    ____
    ____
    ____
    电子排布式
    ________________
    简化电子排布式
    ________________
    价层电子排布式
    ________________
    价层电子轨道表示式
    (电子排布图)
    ________________
    未成对电子数
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    元素
    K、Sc、Cu、Ga、Br
    Ti、Ni、Ge、Se
    V、C、As
    Fe
    Mn
    Cr
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