2024版新教材高考化学全程一轮总复习第五章物质结构与性质元素周期律第14讲原子结构核外电子排布（课件+课时作业+学生用书）（3份）

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复 习 目 标1．了解元素、核素和同位素的含义；2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的关系；3.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的排布式和轨道表示式；4.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
考点一　原子结构　核素　同位素必备知识整理1.原子构成(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＝________－所带电荷数。②阴离子的核外电子数＝________＋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、同位素的概念及关系
(2)同位素①天然存在的同一元素的各核素所占原子百分数一般不变。②同位素的“六同”与“三不同”
[正误判断]　(1)所有原子核内一定都有中子(　　)(2)质子数相同的微粒一定属于同一种元素(　　)(3)核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同(　　)(4)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同(　　)
×　质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－
×　不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应
×　该变化属于核变化，不是化学变化
2．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_______________。
题组二　元素、核素、同位素的概念辨析3．下列说法正确的是(　　)A．18O2和16O3互为同位素B．正己烷和2，2-二甲基丙烷互为同系物C．C60和C70是具有相同质子数的不同核素D．H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
解析：同位素的研究对象为原子，而18O2和16O3为单质，A项错误；正己烷和2，2-二甲基丙烷结构相似，在分子组成上相差1个“CH2”原子团，两者互为同系物，B项正确；C60和C70均为单质，不是核素，C项错误；H2NCH2COOCH3的分子式为C3H7NO2，而CH3CH2NO2的分子式为C2H5NO2，两者不是同分异构体，D项错误。
考点二　原子核外电子排布原理必备知识整理1.能层与能级(1)能层(n)在多电子原子中，核外电子的________是不同的，按照电子的________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________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用__________等表示。
(3)能层与能级的关系
2.电子云与原子轨道(1)电子云①由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。②电子云轮廓图称为原子轨道。
3．基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有________的轨道，然后进入________的轨道，使整个原子的能量处于________状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳____个电子，且自旋状态________。如2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。(3)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优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为__________，不能表示为
特别提醒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。
(4)基态原子核外电子排布的表示方法
1s22s22p63s23p4
4.原子状态与原子光谱(1)原子状态①基态原子：处于________的原子。②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从________跃迁到________状态的原子。(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会________或________不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图
[正误判断]　(1)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(　　)(2)2px、2py、2pz的能量相等(　　)(3)p轨道的能量一定比s轨道的能量高(　　)(4)2s2的轨道表示式为 (　　)
×　3p轨道能量大于2p轨道能量
×　2p轨道能量小于3s轨道能量
(5)2p3的轨道表示式为 (　　)(6)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(　　)(7)铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6(　　)(8)电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理(　　)
×　np能级的轨道数均为3
×　铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2
×　电子排布式1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
对点题组训练题组一　电子排布式、电子轨道表示式的规范书写与应用1．按要求书写电子排布式或轨道表示式。(1)基态Fe3＋的核外电子排布式为_______________。(2)基态Mn2＋的核外电子排布式为_______________。(3)基态钒原子的价电子轨道表示式为_________________。(4)基态镓(Ga)原子的电子排布式为____________________。(5)基态Ni2＋的价电子轨道表示式为_______________。
1s22s22p63s23p63d5
1s22s22p63s23p63d104s24p1
2．写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子轨道表示式、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。(1)N：① ________，② ______________，③ _______，④ ________。(2)Cl：①____________，② ______________，③ _____，④ ______。(3)Fe2＋：①________________，② ______________， ③ _____，④ ______。
1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p63d6
(4)Cu：①__________________，② _________________， ③ _____，④ ______。(5)Se：①____________________，② ______________， ③ _____，④ ______。(6)Br－：①___________________，② _____________， ③ _____，④ ______。
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d104s24p4
1s22s22p63s23p63d104s24p6
特别提醒核外电子排布常见错误(1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：① (违反能量最低原理)　② (违反泡利原理)　③ (违反洪特规则)　④ (违反洪特规则)
(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，失电子时，先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围电子或价电子排布式：3d104s1。
题组二　核外电子排布表示方法比较3．下列电子轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是(　　)
解析：根据洪特规则，选项A中2p能级的3个电子应分别占据3个2p原子轨道，而且自旋方向相同，错误；选项B中的2s能级的电子发生跃迁，是激发态，错误；选项C中基态碳原子的电子是按照泡利原理和洪特规则排布的，正确；选项D中的2s能级的电子发生跃迁，原子属于激发态，错误。
4.已知A原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；B原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反；C原子的第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电子。按要求书写下列图式。(1)A原子的结构示意图：__________；(2)B原子的轨道表示式：___________________；(3)C原子的核外电子排布式：_______________；(4)A离子的电子式：________。
1s22s22p63s23p64s1
解析：由题意可知，A原子的3p轨道上有5个电子，则A为Cl；B原子的2p轨道上有4个电子，则B为O；C原子的外围电子排布式为4s1，则C为K。
题组三　电子跃迁与原子光谱5．下列有关光谱的说法不正确的是(　　)A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因B．原子光谱只有发射光谱C．通过原子光谱可以发现新的元素D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
解析：电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光的形式体现，用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量，形成吸收光谱；电子从激发态向基态的跃迁会放出能量，形成发射光谱。原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因，选项A正确；原子光谱既有发射光谱，也有吸收光谱，选项B不正确；通过原子光谱可以发现新的元素，选项C正确；通过光谱分析可以鉴定某些元素，选项D正确。
解析：A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。
2．[2022·湖北卷]C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　)A．具有自范性B．与C60互为同素异形体C．含有sp3杂化的碳原子D．化学性质与金刚石有差异
解析：自范性是晶体的性质，故非晶态碳玻璃不具有自范性，A项错误；碳玻璃与C60都是由碳元素组成的单质，两者互为同素异形体，B项正确；碳玻璃具有高硬度，与金刚石的物理性质类似，说明两者的结构具有一定的相似性，故碳玻璃含有sp3杂化的碳原子，C项正确；碳玻璃与金刚石互为同素异形体，两者在化学性质上有着活性的差异，D项正确。