2025版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第16讲原子结构原子核外电子排布课件

这是一份2025版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第16讲原子结构原子核外电子排布课件，共60页。PPT课件主要包含了质子数核电荷数，最外层电子数，质子数和中子数，“四量”比较，126C原子质量，质子数，中子数，核反应方程示例，＝14＋0，＝7－1等内容，欢迎下载使用。
考点1　原子结构　核素和同位素
1．原子结构(1)构成原子的微粒及作用
①决定元素种类的是_________________________________②决定元素化学性质的是________________________③决定原子种类的是___________________________④决定原子相对质量的是___________________________
(2)原子结构中微粒之间的关系
2．元素、核素、同位素、同素异形体(1)同素异形体同种元素组成的不同____________，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。
(2)元素、核素、同位素①关系图示：
②同位素的特征：“六同三不同”。
④常见的重要核素及其应用
[微点归纳]　(1)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。现行元素周期表已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。(2)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。
(6)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(7)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。(8)同位素是指同一元素的不同核素之间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质之间的关系，同分异构体是具有同分异构现象的化合物之间的关系。区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。
(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。(10)不同核素之间的转化属于核反应，原子核发生了变化，该过程不属于化学反应。
5.核反应遵循的两守恒(1)质量数守恒：反应前后质量数之和不变。
(2)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同。( )[提示]　Na＋与Ne核外电子排布完全相同，但是化学性质不同。
(3)同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数相等。( )[提示]　一分子CO含有的质子数为14，一分子NO含有的质子数为15。(4)所有的原子中都含有质子和中子。( )(5)质子数相同的原子不一定属于同一种元素。( )[提示]　质子数决定元素种类，质子数相同的原子属于同一种元素。
[提示]　核聚变、核裂变不属于化学变化。
(8)一种元素只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。( )[提示]　一种元素可以有中子数不同的多种核素，有多少种核素就有多少种原子。(9)质量数就是元素的相对原子质量。( )[提示]　质量数近似等于原子的相对原子质量。(10)同位素的不同核素物理、化学性质完全相同。( )[提示]　同位素的不同核素化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
(14)一种核素只有一种质量数。( )[提示]　核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，因此一种核素只有一种质量数。(15)H2、D2、HD三者互为同素异形体。( )[提示]　同素异形体是同种元素原子构成的不同单质，H2、D2、HD为氢元素不同核素构成的同种单质，不互为同素异形体。
相同的质子数和不同的中子数
(7)质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗？[提示]　不一定。质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。
微考点1　元素、核素和同位素的概念辨析
判断同位素的两个要点
原子结构和同位素的四个认识误区
微考点2　微粒中各粒子数的关系及计算
【对点训练】　1．某元素R的阴离子R2－核外有a个电子，核内有b个中子，则R原子的正确表示是(　　　)
“三点”提醒(2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。(3)HD、HT、DT、2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体，而是同位素之间形成的不同单质，它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体
微考点3　核反应方程式的书写与应用
B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半径小于Y的D．Y仅有一种含氧酸
A．X的最高价氧化物对应的水化物能与NaOH溶液反应生成盐和水B．X单质可与强酸溶液反应，但不能与强碱溶液反应C．Y的主族序数与X中子数相等D．12Y和14Y互为同素异形体
考点2　原子核外电子的排布及应用
知识梳理1．能层和能级、电子云和原子轨道(1)能层(用n表示能层序数)核外电子按能量不同分成能层，电子的能层由内向外排序，通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。每层最多容纳电子数为__________，最外层电子不超过________个(K层为最外层时不超过2个)，次外层不超过_________个。
(2)能级同一能层里的电子按能量不同将其分成不同的能级，通常用__________________等表示；同一能层里，各能级的能量按________________的顺序依次升高。
[微点归纳]　各能级所在能层的取值ns(n≥1)，如1s、2s、…；np(n≥2)，如2p、3p、…；nd(n≥3)，如3d、4d、…；nf(n≥4)，如4f、5f、…。
(3)电子云①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。②同一原子的能层越高，s电子云半径____________，是由于电子的能量依次__________，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐__________，电子云越来越向更大空间扩展。
(4)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(空间运动状态种类＝原子轨道数目)称为一个原子轨道，即电子在核外经常出现的区域，其中电子云轮廓图就是这种区域的描述，故这种电子云轮廓图就是__________________形象化的描述。
[微点归纳]　原子轨道与能层、能级的关系解读①第一能层(K层)只有s能级，有1个原子轨道；第二能层(L层)有s、p两种能级，有4个原子轨道；第三能层(M层)有s、p、d三种能级，共有9个原子轨道。②同一能级的不同原子轨道具有相同的能量(如2px、2py、2pz的能量相同)。③不同能层的形状相同的原子轨道具有的能量随能层序数(n)增大而升高，如能量：1sE(5p)、E(4f)>E(6s)等，即E(ns)④>③
[解析]　电子能量为1s④>③，故合理选项是D。
电子能量高低的比较
判断原子核外电子的运动状态(1)描述原子核外电子运动状态有4个参数：能层、能级、原子轨道和自旋方向；(2)原子核外不同电子的运动状态不同，故核外电子的运动状态种类＝核外电子总数。
1.(2023·天津十二重点中学高三联考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，由这些元素组成的物质之间的转化关系如图所示，其中c、d为单质，a、b、g为二元化合物。b是10电子分子，g是18电子分子。下列说法正确的是(　　　)A.同温同浓度的e和f溶液，后者pH较大B.含X、R、Z三种元素的化合物只有一种C.0.1 ml的d与足量的e溶液反应转移电子 数约为1.204×1023D.e和f所含化学键类型相同
微考点3　等电子粒子的判断与应用
[解析]　由题中转化关系和条件可知，a应为氯化钠，b是10电子分子，则b为H2O；题中通电过程实际是电解饱和氯化钠溶液生成H2、Cl2和NaOH，c、d为单质，且两者能反应生成18电子的物质g，g应为HCl；d还可以与e反应，由此推出d应是Cl2，c是H2；Cl2可与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，所以f为NaClO；则短周期主族元素R、X、Y、Z分别是H、O、Na、Cl。e为NaOH，其水溶液呈强碱性，而f为NaClO，水解使溶液显碱性，则同温同浓度的两种溶液中，前者pH大，A项错误；含O、H、Cl三种元素的化合物有很多，如HClO、HClO3、HClO4等，B项错误；Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，则0.1 ml的Cl2参加反应时，转移电子数为0.1NA，即6.02×1022个电子，C项错误；e为NaOH，f为NaClO，两者所含化学键均为离子键与极性共价键，D项正确。
2.(2024·湖北黄冈检测)已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已略去)：(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，且C的水溶液呈碱性，请 写出A、D的电子式：___________、_________________。
(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子。①A与B在溶液中反应的离子方程式为_____________________________________________________________。②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是_______________________________ (用化学式或离子符号表示)。
HS－＋OH－===S2－＋H2O
(或H2S＋OH－===HS－＋H2O)
－>HS－(或OH－>S2－)
等电子微粒 常见10电子微粒
10电子微粒间的转化：若A、B、C、D均为10电子微粒，且它们之间存在如图转化：
常见18电子微粒
质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子。(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。
【对点训练】　1.(2024·福建漳州高三起点检测)如图所示，a、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d>e，f为离子化合物。则下列说法错误的是(　　　)A.常温下，单质a呈气态B.单质c具有强氧化性C.稳定性：d>eD.f受热易分解为d和e
[解析]　非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数d>e，则d是NH3，e是HF，f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。根据非金属性F>N可知，HF的稳定性强于NH3，故C错误。
2.(2024·四川自贡检测)A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：a.A＋＋C－===D＋E↑；b.B＋＋C－===2D。请回答：(1)C－的电子式是___________。(2)A＋中的键角为_________________。
(3)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：____________ ____________________、________________________。(4)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：_______________________________。(5)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_____________________________。
CH4、Ne(合理即可)
Na＋、Mg2＋(合理即可)
命 题 分 析近几年高考以最新的科技成果为背景，考查原子结构、核素知识，直接考查电子排布式和轨道表示式(电子排布图)的书写，利用核外电子排布推断元素。
真 题 演 练1.(2023·北京，2,3分)下列化学用语或图示表达正确的是(　　)A.NaCl的电子式为 B.NH3的VSEPR模型为 C.2pz电子云图为 D.基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为
[解析]　NaCl为离子化合物，电子式为Na＋ ，A错误； NH3的VSEPR模型为四面体形，B错误；pz为沿z轴的p轨道，电子云轮廓图是哑铃状的，C正确；基态24Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，故 轨道表示式为 ，D错误。
[解析]　C项，NH3的中心原子N上有1个孤电子对，加上中心原子上的σ键电子对，N上的价层电子对数为4，VSEPR模型应为四面体形，题图为NH3分子的空间结构，错误。
[解析]　中子数为18的氯原子的质量数为17＋18＝35，A项错误；由洪特规则知，基态碳原子2p轨道上的2个电子应分占两个轨道，B项错误，BF3分子中B原子的价层电子对数为3，杂化方式为sp2，故BF3的空间结构为平面三角形，C项正确；HCl为共价化合物，D项错误。
5.(2022·北京，3,3分)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是(　　)A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B.可用质谱法区分87Sr和86SrC.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
[解析]　Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族，A不正确；87Sr与86Sr相对原子质量不同，可用质谱法区分，B正确；Sr原子质子数为38，则87Sr和86Sr的中子数分别为87－38＝49、86－38＝48，C正确；同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变，所以同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同，D正确。
6.(2023·全国乙·35题节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：基态Fe原子的价电子排布式为____________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为_________________，铁的化合价为____________。
O>Si>Fe>Mg
[解析]　基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布式为3d64s2；一般非金属元素的电负性大于金属元素，金属元素的金属性越强，其电负性越小，非金属元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性：O>Si>Fe>Mg；橄榄石矿物中Mg元素的化合价为＋2价，Si元素的化合价为＋4价，O元素的化合价为－2价，设铁元素的化合价为a，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0，有2x＋a(2－x)＋4＋(－2)×4＝0，则a＝＋2。
2.熟记“两素”“三同”：元素、核素；同位素、同素异形体、同分异构体。3.书写基态原子核外电子排布式的三条原理(1)能量最低原理(2)泡利原理(3)洪特规则
4.掌握原子中的两种关系(1)质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)5.基态原子核外电子排布的顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
6.熟记3种最外层电子的排布特征(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3。1～36号元素中分别为N、P、As。(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2、ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、(n－1)d5ns1、(n－1)d10ns1、ns2np5。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。