PAGE1第02講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)目錄01考情解碼·命題預(yù)警02體系構(gòu)建·思維可視03核心突破·靶向攻堅(jiān)考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)核素和同位素知識(shí)點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)2元素、核素、同位素考向1元素、核素和同位素概念辨析考向2微粒中各粒子數(shù)的計(jì)算考點(diǎn)二原子核外電子排布知識(shí)點(diǎn)1能層和能級(jí)、電子云和原子軌道知識(shí)點(diǎn)2原子核外電子排布考向1原子核外電子排布的規(guī)范表示考向2電子躍遷和原子光譜考向3等電子粒子的判斷與應(yīng)用考向4核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用04真題溯源·考向感知

考點(diǎn)要求考查形式2025年2024年2023年2022年原子結(jié)構(gòu)核素和同位素選擇題非選擇題天津卷T10,3分天津卷T4,3分天津卷T7,3分——原子核外電子排布選擇題非選擇題天津卷T13,2分天津卷2023T13,2分天津卷T13，2分考情分析：近幾年高考在選擇題中考查原子結(jié)構(gòu)、核素知識(shí)和核外電子排布的化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范表示等，非選擇題考查電子排布式和軌道表示式(電子排布圖)的書(shū)寫(xiě)，利用核外電子排布推斷元素。選擇題的考查往往分散在化學(xué)用語(yǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素推斷等類(lèi)型的習(xí)題中，非選擇題主要在工藝流程題中出現(xiàn)。題目難度小。復(fù)習(xí)目標(biāo)：1．知道元素、核素的含義，知道1～36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子的排布。2．知道原子核外電子的能級(jí)排布順序，了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理。3．認(rèn)識(shí)基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則等。

考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)核素和同位素知識(shí)點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)1．原子的構(gòu)成eq原子(\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子(Z)——決定元素的種類(lèi),中子(N)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在質(zhì)子數(shù)確定后,決定原子種類(lèi))))同位素)),核外電子(Z個(gè))——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)))2．原子結(jié)構(gòu)中微粒之間的關(guān)系對(duì)于陽(yáng)離子eq\o\al(A,Z)Xn＋：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)＝Z－n；對(duì)于陰離子eq\o\al(A,Z)Xm－：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)＝Z＋m。3．微粒符號(hào)周?chē)鷶?shù)字的含義知識(shí)點(diǎn)2元素、核素、同位素1．同素異形體同種元素組成的不同單質(zhì)，比如白磷與紅磷，石墨、金剛石與C60，O2與O3等。2．元素、核素、同位素(1)元素、核素和同位素的關(guān)系：(2)同位素的特征①相同存在形態(tài)的同位素，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分?jǐn)?shù)一般不變。③氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱(chēng)為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用符號(hào)D表示，名稱(chēng)為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用符號(hào)T表示，名稱(chēng)為氚或超重氫。④常見(jiàn)的重要核素及其應(yīng)用核素23592U146Ceq\o\al(2,1)H(D)eq\o\al(3,1)H(T)188O用途用于制造核燃料用于考古斷代(測(cè)定文物年代)制氫彈示蹤原子得分速記(1)由于同位素的存在，核素的種數(shù)遠(yuǎn)大于元素的種類(lèi)。(2)同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大；同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。(3)原子不一定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(4)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F與OH－。(5)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素。(6)同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學(xué)變化，是核反應(yīng)。(7)同位素是指同一元素的不同核素之間的關(guān)系，同素異形體是指同一元素的不同單質(zhì)之間的關(guān)系，同分異構(gòu)體是具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物之間的關(guān)系。區(qū)分時(shí)抓住概念的關(guān)鍵點(diǎn)——研究對(duì)象：同位素——原子，同素異形體——單質(zhì)，同分異構(gòu)體——化合物。(8)只有核素才有質(zhì)量數(shù)，質(zhì)量數(shù)不適用于元素。質(zhì)量數(shù)可以視為核素的近似相對(duì)原子質(zhì)量。(9)HD、HT、DT、2H2和3H2既不是同位素，也不是同素異形體，而是同位素之間形成的不同單質(zhì)，它們的物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。考向1元素、核素和同位素的概念辨析例1現(xiàn)有下列9種微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(56,26)Fe3＋、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3。按要求完成以下各題：(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分別是氫元素的一種________，它們互稱(chēng)為_(kāi)____________。(2)互為同素異形體的微粒是________。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為_(kāi)_______，核外電子數(shù)為_(kāi)____________。(4)上述9種微粒中有________種核素，含有________種元素。答案(1)核素同位素(2)eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3(3)3024(4)75解析(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分別是氫元素的一種核素；eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的氫元素的不同原子，它們互稱(chēng)為同位素。(2)eq\o\al(16,8)O2和eq\o\al(16,8)O3是同種元素組成的不同單質(zhì)，為氧元素的同素異形體。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為56－26＝30，陽(yáng)離子是原子失去2個(gè)電子形成的，核外電子數(shù)為26－2＝24。(4)9種微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(56,26)Fe3＋、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3中有7種核素：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(16,8)O，有5種元素：H、C、N、Fe、O。思維建模判斷同位素的兩個(gè)要點(diǎn)【變式訓(xùn)練1·變題型】稀土元素釹(eq\o\al(140,60)Nd)是制造導(dǎo)彈合金材料的重要元素。下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd是不同核素，互為同素異形體B.eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd的核外電子排布相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同C.eq\o\al(140,60)Nd原子的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為80D．14g釹元素含有6mol電子答案B解析eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd是同種元素的不同核素，互為同位素，A錯(cuò)誤；eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd的核外電子數(shù)均為60，核外電子排布相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，B正確；eq\o\al(140,60)Nd原子的中子數(shù)為80、質(zhì)子數(shù)為60，二者之差為20，C錯(cuò)誤；元素的相對(duì)原子質(zhì)量是該元素的各種天然同位素的相對(duì)原子質(zhì)量和所占的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)算出的平均值，14g釹元素對(duì)應(yīng)的釹原子的物質(zhì)的量并非0.1mol，含有的電子也不是6mol，D錯(cuò)誤。【變式訓(xùn)練2·變載體】據(jù)科學(xué)家推測(cè)，月球的土壤吸附著百萬(wàn)噸的eq\o\al(3,2)He，在地球上氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在，下列有關(guān)eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He的說(shuō)法正確的是()A．屬于同一種核素B．質(zhì)量數(shù)相同C.eq\o\al(3,2)He與eq\o\al(4,2)He互為同素異形體D.eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互為同位素答案D解析兩者的中子數(shù)不同，質(zhì)量數(shù)不同，屬于不同的核素，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量數(shù)是3、eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量數(shù)是4，二者質(zhì)量數(shù)不同，故B錯(cuò)誤；eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，故C錯(cuò)誤，D正確?？枷?微粒中各粒子數(shù)的關(guān)系及計(jì)算例2(2024·天津十二區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考)氘(eq\o\al(2,1)H)和氚(eq\o\al(3,1)H)是氫的兩種同位素，其中僅eq\o\al(3,1)H具有放射性。下列說(shuō)法正確的是()A．eq\o\al(2,1)H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為18B．eq\o\al(3,1)H的中子數(shù)為1C．eq\o\al(2,1)H2O具有放射性D．可用質(zhì)譜法區(qū)分H2和eq\o\al(2,1)H2答案D解析eq\o\al(2,1)H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為2×2＋16＝20，A錯(cuò)誤；eq\o\al(3,1)H的質(zhì)子數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為3，則中子數(shù)為2，B錯(cuò)誤；僅eq\o\al(3,1)H具有放射性，eq\o\al(2,1)H2O中不含有eq\o\al(3,1)H，不具有放射性，C錯(cuò)誤；H2和eq\o\al(2,1)H2的相對(duì)分子質(zhì)量分別為2、4，可用質(zhì)譜法區(qū)分，D正確。思維建模原子結(jié)構(gòu)中微粒之間的關(guān)系對(duì)于陽(yáng)離子eq\o\al(A,Z)Xn＋：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)＝Z－n；對(duì)于陰離子eq\o\al(A,Z)Xm－：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)＝Z＋m?！咀兪接?xùn)練1·變考法】eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應(yīng)如下：eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(13,8)O＋eq\o\al(a,b)X；eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(15,8)O＋eq\o\al(m,n)Y。下列說(shuō)法正確的是()A．X的中子數(shù)為2B．X、Y互為同位素C．eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O可用作示蹤原子研究化學(xué)反應(yīng)歷程D．自然界不存在eq\o\al(13,8)O2、eq\o\al(15,8)O2分子是因其化學(xué)鍵不穩(wěn)定[思路點(diǎn)撥]答案B解析根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，X微粒為eq\o\al(6,2)He，Y微粒為eq\o\al(4,2)He，根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)可知，eq\o\al(6,2)He的中子數(shù)為4，A錯(cuò)誤；X微粒為eq\o\al(6,2)He，Y微粒為eq\o\al(4,2)He，兩者具有的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，故互為同位素，B正確；由題干信息可知，eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在，故不適宜用作示蹤原子研究化學(xué)反應(yīng)歷程，C錯(cuò)誤；自然界中不存在eq\o\al(13,8)O2與eq\o\al(15,8)O2并不是其化學(xué)鍵不穩(wěn)定，而是由于eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，很容易發(fā)生核變化，轉(zhuǎn)化為其他原子，O=O的鍵能與形成該鍵的核素?zé)o關(guān)，D錯(cuò)誤?！咀兪接?xùn)練2·變載體】某元素R的陰離子R2－核外有a個(gè)電子，核內(nèi)有b個(gè)中子，則R原子的正確表示是(D)A．eq\o\al(a,b)R B．eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)RC．eq\o\al(a＋b－2,a＋2)R D．eq\o\al(a＋b－2,a－2)R答案D解析某元素R的陰離子R2－核外有a個(gè)電子，則核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為a－2，核內(nèi)有b個(gè)中子，則R原子的質(zhì)量數(shù)為a＋b－2，故R原子的正確表示是eq\o\al(a＋b－2,a－2)R，D項(xiàng)符合題意?？键c(diǎn)二原子核外電子排布知識(shí)點(diǎn)1能層和能級(jí)、電子云和原子軌道1．能層和能級(jí)(1)核外電子按能量不同分成能層，同一能層的電子，還被分成不同能級(jí)。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道。(2)原子核外能層、能級(jí)、原子軌道之間的關(guān)系能層(n)一二三四能層符號(hào)KLMN能級(jí)符號(hào)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f各能級(jí)原子軌道數(shù)1131351357各能層原子軌道數(shù)14916最多容納電子數(shù)2818322．電子云和原子軌道(1)電子云電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。(2)原子軌道①概念：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道?？臻g運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類(lèi)＝原子軌道數(shù)目②常用電子云輪廓圖的形狀和取向來(lái)表示原子軌道的形狀和取向。其中，s電子云輪廓圖呈球形、有1種伸展方向；p電子云輪廓圖呈啞鈴形、有3種伸展方向。(3)能級(jí)或原子軌道的能量高低①1s<2s<2p<3s<3p<3d②2s<2px＝2py＝2pz得分速記原子軌道與能層、能級(jí)的關(guān)系(1)第一能層(K層)只有s能級(jí)，有1個(gè)原子軌道；第二能層(L層)有s、p兩種能級(jí)，有4個(gè)原子軌道；第三能層(M層)有s、p、d三種能級(jí)，共有9個(gè)原子軌道。(2)同一能級(jí)的不同原子軌道具有相同的能量(如2px、2py、2pz的能量相同)。(3)不同能層的形狀相同的原子軌道具有的能量隨能層序數(shù)(n)增大而升高，如能量：1s<2s<3s等。3．基態(tài)和激發(fā)態(tài)原子光譜(1)基態(tài)和激發(fā)態(tài)①基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。②激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量后，它的電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(2)原子光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱(chēng)原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱(chēng)為光譜分析。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)和原子光譜的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)2原子核外電子的排布1．原子核外電子排布的三大規(guī)律(1)能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。(2)泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。(3)洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。當(dāng)能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。2．核外電子的填充順序——構(gòu)造原理以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱(chēng)為構(gòu)造原理，如圖所示：由構(gòu)造原理可知，從第三能層開(kāi)始，不同能層的能級(jí)出現(xiàn)“交錯(cuò)現(xiàn)象”，如E(3d)>E(4s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等，即E(ns)<E[(n－2)f]<E[(n－1)d]<E(np)，其中n表示能層序數(shù)。3．基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(1)電子排布式(書(shū)寫(xiě)時(shí)，能層低的能級(jí)寫(xiě)在左側(cè)，不能完全按構(gòu)造原理順序書(shū)寫(xiě))電子排布式是表示原子核外電子排布的一種式子。根據(jù)能量最低原理按能級(jí)進(jìn)行排序，進(jìn)而在ns、np、nd等符號(hào)的右上角用數(shù)字表示出該能級(jí)的電子的數(shù)目。例如，基態(tài)Cu原子：1s22s22p63s23p63d104s1，其簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]3d104s1。(2)價(jià)層電子排布式為突出化合價(jià)與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生變動(dòng)的能級(jí)稱(chēng)為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層)。Fe的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d64s2，價(jià)層電子排布式為3d64s2。(3)電子排布的軌道表示式(又稱(chēng)電子排布圖)用方框(或圓圈)表示原子軌道；能量相同的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的方框相連，箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，“↑↓”稱(chēng)電子對(duì)，“↑”或“↓”稱(chēng)單電子(或未成對(duì)電子)。箭頭同向的單電子稱(chēng)自旋平行。得分速記書(shū)寫(xiě)電子排布式的常見(jiàn)錯(cuò)誤與技巧(1)常見(jiàn)錯(cuò)誤①違反能量最低原理，如。②違反泡利原理，如或。③違反洪特規(guī)則，如。④不按能層排序書(shū)寫(xiě)，如1s22s22p63s23p64s23d6。(2)書(shū)寫(xiě)技巧①同能級(jí)空軌道不能省略，如不能寫(xiě)成。②出現(xiàn)d(f)軌道時(shí)，電子按能級(jí)ns、(n-1)d順序填充，但書(shū)寫(xiě)排列仍按能層排序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2?？枷?原子核外電子排布的規(guī)范表示例1寫(xiě)出下列原子(或離子)核外電子排布的表示方法。(1)Mn的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s2；(2)Cu的簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]3d104s1；(3)Fe的電子排布圖：；(4)Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖：。思維建模基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)電子排布式1s22s22p63s23p4簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s23p4價(jià)層電子排布式3s23p4價(jià)層電子軌道表示式(電子排布圖)【變式訓(xùn)練1·變題型】氧是地殼中含量最多的元素，下列有關(guān)基態(tài)氧原子的表述不規(guī)范的是()A．核外電子排布式：1s22s22p4B．價(jià)電子排布式：2s22p4C．軌道表示式：D．原子結(jié)構(gòu)示意圖：答案C解析基態(tài)氧原子核外有8個(gè)電子，其核外電子排布式為1s22s22p4，價(jià)電子排布式為2s22p4，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理，其軌道表示式為，C錯(cuò)誤。【變式訓(xùn)練2·變載體】(1)新型半導(dǎo)體材料如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等在國(guó)防技術(shù)、航空航天及5G技術(shù)等領(lǐng)域扮演著重要的角色?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)為_(kāi)______，占據(jù)最高能級(jí)的電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)___________。(2)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1，其轉(zhuǎn)化為下列激發(fā)態(tài)時(shí)，吸收能量最少的是_______(填字母)。(3)碘元素在元素周期表中的位置為_(kāi)____________________，碘基態(tài)原子價(jià)電子的電子排布式為_(kāi)__________。價(jià)電子共占據(jù)______個(gè)軌道。答案(1)M啞鈴(紡錘)形(2)B(3)第五周期第ⅦA族5s25p54解析(1)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)三個(gè)能層，其中最高能層的符號(hào)為M，占據(jù)最高能級(jí)為p能級(jí)，電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形。(2)基態(tài)Ga原子的核外電子排布為[Ar]3d104s24p1，其轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)且吸收能量最少，則基態(tài)原子鎵的電子進(jìn)入高能級(jí)的電子最少，電子從基態(tài)進(jìn)入高能級(jí)電子由多到少的順序?yàn)镃>B，A、D違反洪特規(guī)則，所以所需能量最少的為B。(3)碘是53號(hào)元素，其在周期表中的位置是第五周期第ⅦA族，碘基態(tài)原子價(jià)電子排布式為5s25p5；共占據(jù)1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道，共4個(gè)軌道。考向2電子躍遷和原子光譜例2下列說(shuō)法正確的是()A．金屬鈉的焰色是黃色，它的產(chǎn)生與電子的躍遷吸收能量有關(guān)B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)C．氫原子核外只有一個(gè)電子，它產(chǎn)生的原子光譜中只有一根或明或暗的線D．光譜分析就是利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素答案D解析光的產(chǎn)生與電子的躍遷釋放能量有關(guān)，A錯(cuò)誤；同一原子的能層越高，電子的能量越高，s電子云半徑越大，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率越大，并不是4s電子總比3s電子在離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；氫原子核外只有一個(gè)電子，但它的激發(fā)態(tài)存在多種情況，當(dāng)電子躍遷回較低狀態(tài)時(shí)釋放能量，發(fā)出多條不同波長(zhǎng)的光，所以它產(chǎn)生的原子光譜中不只有一根或明或暗的線，故C錯(cuò)誤；不同元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜不同，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，故D正確。思維建模電子能量高低的比較【變式訓(xùn)練1·變載體】北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式上，璀璨的焰火表演光彩奪目、高潮迭起，令觀眾大飽眼福，驚嘆不已。其中焰火的色彩與鋰、鈉等金屬原子核外電子躍遷有關(guān)。下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最高的為()答案C解析原子核外電子排布中，如果電子所占的軌道能級(jí)越高，該電子能量越高，原子能量越高，根據(jù)題圖知，電子能量最低的是1s能級(jí)，能量較高的是2s、2p能級(jí)，2p能級(jí)電子的能量高于2s能級(jí)電子的能量，故C符合題意?！咀兪接?xùn)練2·變題型】氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有_______，其中能量較高的是______(填標(biāo)號(hào))。a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2答案add解析基態(tài)F原子核外有9個(gè)電子，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5，核外電子總數(shù)為9，故屬于激發(fā)態(tài)的有a和d；由于3p能級(jí)的能量高于3s能級(jí)，故能量較高的是d。考向3等電子粒子的判斷與應(yīng)用例3(2024·天津十二重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，由這些元素組成的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中c、d為單質(zhì)，a、b、g為二元化合物。b是10電子分子，g是18電子分子。下列說(shuō)法正確的是()A．同溫同濃度的e和f溶液，后者pH較大B．含X、R、Z三種元素的化合物只有一種C．0.1mol的d與足量的e溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為1.204×1023D．e和f所含化學(xué)鍵類(lèi)型相同答案D解析由題中轉(zhuǎn)化關(guān)系和條件可知，a應(yīng)為氯化鈉，b是10電子分子，則b為H2O；題中通電過(guò)程實(shí)際是電解飽和氯化鈉溶液生成H2、Cl2和NaOH，c、d為單質(zhì)，且兩者能反應(yīng)生成18電子的物質(zhì)g，g應(yīng)為HCl；d還可以與e反應(yīng)，由此推出d應(yīng)是Cl2，c是H2；Cl2可與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，所以f為NaClO；則短周期主族元素R、X、Y、Z分別是H、O、Na、Cl。e為NaOH，其水溶液呈強(qiáng)堿性，而f為NaClO，水解使溶液顯堿性，則同溫同濃度的兩種溶液中，前者pH大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；含O、H、Cl三種元素的化合物有很多，如HClO、HClO3、HClO4等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，則0.1mol的Cl2參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA，即6.02×1022個(gè)電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；e為NaOH，f為NaClO，兩者所含化學(xué)鍵均為離子鍵與極性共價(jià)鍵，D項(xiàng)正確。思維建模電子數(shù)相等的微粒的判斷(1)常見(jiàn)10電子微粒10電子微粒間的轉(zhuǎn)化：若A、B、C、D均為10電子微粒，且它們之間存在如圖轉(zhuǎn)化：圖中的常見(jiàn)轉(zhuǎn)化是NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(→,\s\up7(△))NH3↑＋H2O，即A為NHeq\o\al(＋,4)、B為OH－、C為NH3、D為H2O。(2)常見(jiàn)18電子微粒(3)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等的兩種微粒關(guān)系①可以是兩種原子，如同位素原子。②可以是兩種分子，如CH4、NH3等。③可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陽(yáng)離子，如NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。④可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陰離子，如OH－、F－?！咀兪接?xùn)練1·變題型】已知A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的四種不同粒子，它們之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件已略去)：(1)如果A、B、C、D均是10電子的粒子，且C的水溶液呈堿性，請(qǐng)寫(xiě)出A、D的電子式：_____________、_______________。(2)如果A和C是18電子的粒子，B和D是10電子的粒子。①A與B在溶液中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________。②根據(jù)上述離子方程式，可以判斷C與B結(jié)合質(zhì)子的能力大小是______________________(用化學(xué)式或離子符號(hào)表示)。答案(1)(2)①HS－＋OH－=S2－＋H2O(或H2S＋OH－=HS－＋H2O)②OH－>HS－(或OH－>S2－)解析(1)由C的水溶液呈堿性可知C為NH3，A為NHeq\o\al(＋,4)，與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)生成NH3的應(yīng)為OH－，所以B、D分別為OH－、H2O。(2)在常見(jiàn)的18電子微粒中，由中和反應(yīng)易想到H2S＋OH－=HS－＋H2O(或HS－＋OH－=S2－＋H2O)的反應(yīng)，故B為OH－，C為HS－(或S2－)，根據(jù)離子方程式，結(jié)合質(zhì)子的能力：OH－>HS－(或OH－>S2－)?！咀兪接?xùn)練2·變考法】如圖所示，a、b、c均為非金屬單質(zhì)，d、e均為含有10個(gè)電子的共價(jià)化合物，且分子中所含原子個(gè)數(shù)：d>e，f為離子化合物。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．常溫下，單質(zhì)a呈氣態(tài)B．單質(zhì)c具有強(qiáng)氧化性C．穩(wěn)定性：d>eD．f受熱易分解為d和e答案C解析非金屬單質(zhì)形成的含有10個(gè)電子的共價(jià)化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f為離子化合物且分子中所含原子個(gè)數(shù)d>e，則d是NH3，e是HF，f是NH4F。因此a、b、c分別是N2、H2、F2。根據(jù)非金屬性F>N可知，HF的穩(wěn)定性強(qiáng)于NH3，故C錯(cuò)誤?？枷?核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用例4(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有______種。(2)基態(tài)鈦原子的價(jià)層電子排布式為_(kāi)_______，其原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有________種，共有________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。(3)基態(tài)Si原子價(jià)層電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有________種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23peq\o\al(2,x)違背了________。(4)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有________種。答案(1)9(2)3d24s21222(3)4洪特規(guī)則(4)15解析(1)基態(tài)F原子共有9個(gè)核外電子，則每個(gè)電子都有對(duì)應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有9種。(2)基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價(jià)層電子排布式為3d24s2；s軌道有一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，p軌道有三種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，d軌道有五種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，3d軌道只有兩個(gè)電子，有兩種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此基態(tài)Ti原子的核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有12種；核外有22個(gè)電子，就有22種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(4)基態(tài)Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1，基態(tài)Cu原子核外有幾個(gè)軌道，其核外電子就有幾種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則基態(tài)Cu原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15種。思維建模核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷(1)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷①描述原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有4個(gè)參數(shù)：能層、能級(jí)、原子軌道和自旋方向。②原子核外不同電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，故核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類(lèi)＝核外電子總數(shù)。(2)原子核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道，空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類(lèi)＝原子軌道數(shù)目?！咀兪接?xùn)練1】(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為_(kāi)_______；其基態(tài)原子價(jià)層電子的軌道表示式為_(kāi)__________________________。(2)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_(kāi)_____，其基態(tài)原子的核外電子排布式為_(kāi)________________________。(3)元素D的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_(kāi)_______，其基態(tài)原子的核外電子排布式為_(kāi)______________。答案(1)N(2)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)【變式訓(xùn)練2·變考法】(1)基態(tài)Ti3＋中未成對(duì)電子數(shù)有_______個(gè)；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為_(kāi)_________________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對(duì)電子數(shù)與鈦相同的元素有________種。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時(shí)，其最高能級(jí)中的單電子數(shù)為_(kāi)_______。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)之比為_(kāi)_______。(4)第四周期中未成對(duì)電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價(jià)層電子軌道表示式為_(kāi)_______________________。(5)2020年12月17日，“嫦娥五號(hào)”首次成功實(shí)現(xiàn)地外天體采樣返回，標(biāo)志著我國(guó)航天向前邁出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多種元素。上述元素中基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Al相同的有________。(6)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題，可用反應(yīng)B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4=NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑進(jìn)行制備。反應(yīng)中涉及元素的基態(tài)原子中含1個(gè)未成對(duì)電子的有____種。答案(1)1