專題02原子結構與性質目錄目錄01知識腦圖·學科框架速建02考點精析·知識能力全解【知能解讀01】原子結構核素與同位素【知能解讀02】核外電子運動狀態(tài)構造原理03攻堅指南·高頻考點突破【重難點突破01】原子結構中微粒的關系及計算【重難點突破02】核外電子運動狀態(tài)的表示和判斷04避坑錦囊·易混易錯診療【易混易錯01】原子結構易混易錯知識點【易混易錯02】核外電子運動狀態(tài)和電子排布易錯點05通法提煉·高頻思維拆解【方法技巧01】電子數(shù)相等的粒子的判斷與應用

01原子結構核素與同位素1．原子結構(1)原子的構成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(質子(Z)——決定______的種類,中子(N)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在質子數(shù)確定后,決定______種類)))同位素)),核外電子(Z個)——最外層電子數(shù)決定元素的______性質))(2)原子結構中微粒之間的關系對于陽離子eq\o\al(A,Z)Xn＋：核外電子數(shù)＝______________________________＝____________；對于陰離子eq\o\al(A,Z)Xm－：核外電子數(shù)＝______________________________＝____________。(3)微粒符號周圍數(shù)字的含義2．元素、核素、同位素(1)元素、核素和同位素的關系：(2)同位素的特征①相同存在形態(tài)的同位素，化學性質__________________，物理性質______。②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分數(shù)一般不變。③氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為______，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用符號______表示，名稱為______或重氫；eq\o\al(3,1)H：用符號______表示，名稱為______或超重氫。④常見的重要核素及其應用核素23592U146Ceq\o\al(2,1)H(D)eq\o\al(3,1)H(T)188O用途用于制造______用于考古斷代(測定文物年代)制______示蹤原子【跟蹤訓練】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________，它們互稱為_____________。(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________，核外電子數(shù)為_____________。(4)上述9種微粒中有________種核素，含有________種元素。2．易錯辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子()(2)所有原子核內一定都有中子()(3)質量數(shù)就是元素的相對原子質量()(4)質子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素()(5)核外電子數(shù)相同的微粒，其質子數(shù)一定相同()(6)氫的三種核素形成的單質有6種，它們物理性質有所不同，但化學性質幾乎完全相同()02核外電子運動狀態(tài)構造原理1．核外電子運動狀態(tài)(1)能層和能級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。量子力學把電子在原子核外的一個_________狀態(tài)稱為一個原子軌道。②原子核外能層、能級、原子軌道之間的關系能層(n)一二三四能層符號能級符號各能級原子軌道數(shù)各能層原子軌道數(shù)最多容納電子數(shù)(2)電子云和原子軌道①電子云電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的_________分布的形象化描述。②原子軌道a．概念：量子力學把電子在原子核外的一個_________狀態(tài)稱為一個原子軌道。空間運動狀態(tài)種類＝_________數(shù)目b．常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。其中，s電子云輪廓圖呈_____形、有____種伸展方向；p電子云輪廓圖呈_______形、有_____種伸展方向；d電子云有_____種伸展方向。(3)能級或原子軌道的能量高低①1s_____2s_____2p_____3s_____3p_____3d②2s_____2px_____2py_____2pz(3)基態(tài)和激發(fā)態(tài)原子光譜①基態(tài)和激發(fā)態(tài)基態(tài)原子：處于_________狀態(tài)的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量后，它的電子會躍遷到_______能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。②原子光譜不同元素原子的_____________時會吸收或釋放不同的光，用光譜儀攝取各種元素原子的_________或_________，總稱原子光譜。利用原子光譜上的_________來鑒定元素，稱為光譜分析。③基態(tài)、激發(fā)態(tài)和原子光譜的關系2．原子核外電子排布(1)原子核外電子排布的三大規(guī)律①能量最低原理：在構建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)_________的原子軌道，使整個原子的能量_________。②泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納______個電子，它們的自旋_________。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，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋狀態(tài)_______。如2p3的電子排布為，不能表示為或。當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，體系的能量_________，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——構造原理以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨_________增，新增電子填入_________的順序稱為構造原理，如圖所示：由構造原理可知，從第三能層開始，不同能層的能級出現(xiàn)“交錯現(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(書寫時，能層低的能級寫在左側，不能完全按構造原理順序書寫)電子排布式是表示原子核外電子排布的一種式子。根據(jù)_____________按能級進行排序，進而在ns、np、nd等符號的右上角用數(shù)字表示出該能級的______的數(shù)目。例如，基態(tài)Cu原子：__________________，其簡化電子排布式：___________。(2)價層電子排布式為突出化合價與電子排布的關系，將在化學反應中可能發(fā)生_______的能級稱為價電子層(簡稱價層)。Fe的簡化電子排布式為____________，價層電子排布式為_________。(3)電子排布的軌道表示式(又稱電子排布圖)用方框(或圓圈)表示_________；能量相同的原子軌道(簡并軌道)的方框相連，箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，“↑↓”稱_________，“↑”或“↓”稱_________(或未成對電子)。箭頭同向的單電子稱自旋________?！靖櫽柧殹?．寫出下列原子(或離子)核外電子排布的表示方法。(1)Mn的電子排布式：___________________________；(2)Cu的簡化電子排布式：__________________；(3)基態(tài)硅原子最外層電子的軌道表示式：___________________________；(4)Fe的原子結構示意圖：__________________。2．(1)銅或銅鹽的焰色試驗為綠色，該光譜是__________(填“吸收光譜”或“發(fā)射光譜”)。(2)下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________(填字母)。A．B．C．D．(3)鉀發(fā)生焰色試驗的原因是______________________________________________________。3．(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有______種。(2)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為____________，其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有____種，共有________種運動狀態(tài)不同的電子。(3)基態(tài)Si原子價層電子的運動狀態(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動狀態(tài)有________種。01原子結構中微粒的關系及計算(1)原子結構中微粒的關系對于陽離子eq\o\al(A,Z)Xn＋：核外電子數(shù)＝質子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)＝Z－n；對于陰離子eq\o\al(A,Z)Xm－：核外電子數(shù)＝質子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)＝Z＋m。(2)“三點”提醒①核外電子數(shù)相同的微粒，其質子數(shù)不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)與OH－等。②一種元素可有若干種不同的核素，也可只有一種核素，因此，核素的種類大于元素的種類。③HD、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，它們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。(3)同位素、同素異形體、同分異構體的比較同位素同素異形體同分異構體研究對象核素單質化合物“同”含義質子數(shù)相同元素相同分子式相同“異”含義中子數(shù)不同性質不同結構不同【跟蹤訓練】1．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。下列說法正確的是()A．eq\o\al(2,1)H2O的相對分子質量為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．可用質譜法區(qū)分H2和eq\o\al(2,1)H22．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反應歷程D．自然界不存在eq\o\al(13,8)O2、eq\o\al(15,8)O2分子是因其化學鍵不穩(wěn)定3．某元素R的陰離子R2－核外有a個電子，核內有b個中子，則R原子的正確表示是()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)R4．用中子轟擊eq\o\al(N,Z)X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的核反應為eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1價。下列說法正確的是()A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B．Y單質在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C．X和氫元素形成離子化合物D．6Y和7Y互為同素異形體02核外電子運動狀態(tài)的表示和判斷(1)書寫電子排布式的常見錯誤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不按能層排序書寫，如1s22s22p63s23p64s23d6。(2)書寫電子排布式的書寫技巧①同能級空軌道不能省略，如不能寫成。②當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。(3)核外電子運動狀態(tài)的判斷電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等?！靖櫽柧殹?．(1)基態(tài)Ti3＋中未成對電子數(shù)有_____個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為____________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有______種。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時，其最高能級中的單電子數(shù)為________。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為________。(4)第四周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為________。2．(1)A、B、C、D4種元素的核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，D原子的K、L層電子數(shù)之和等于核外電子總數(shù)的一半。則4種元素的元素符號依次是A________，B________，C________，D________。(2)①A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；其基態(tài)原子價層電子的軌道表示式為______________________________________。②元素D的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的核外電子排布式為________。3．(1)新型半導體材料如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等在國防技術、航空航天及5G技術等領域扮演著重要的角色?；卮鹣铝袉栴}。(1)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號為_______，占據(jù)最高能級的電子的電子云輪廓圖形狀為____________。(2)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1，其轉化為下列激發(fā)態(tài)時，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_____________________，碘基態(tài)原子價電子的電子排布式為___________。價電子共占據(jù)______個軌道。4．(1)基態(tài)Ti3＋中未成對電子數(shù)有_______個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為__________________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有________種。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時，其最高能級中的單電子數(shù)為________。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為________。(4)第四周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為________________________。(5)2020年12月17日，“嫦娥五號”首次成功實現(xiàn)地外天體采樣返回，標志著我國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)原子未成對電子數(shù)與Al相同的有________。(6)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當今科學研究的重要課題，可用反應B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4=NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑進行制備。反應中涉及元素的基態(tài)原子中含1個未成對電子的有____種。01原子結構易混易錯知識點(1)由于同位素的存在，核素的種數(shù)遠大于元素的種類。(2)同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質子數(shù)相同，化學性質幾乎完全相同，物理性質差異較大；同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數(shù)(豐度)不變。(3)原子不一定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(4)質子數(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)同位素之間的轉化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應。(7)同位素是指同一元素的不同核素之間的關系，同素異形體是指同一元素的不同單質之間的關系，同分異構體是具有同分異構現(xiàn)象的化合物之間的關系。區(qū)分時抓住概念的關鍵點——研究對象：同位素——原子，同素異形體——單質，同分異構體——化合物。(8)只有核素才有質量數(shù)，質量數(shù)不適用于元素。質量數(shù)可以視為核素的近似相對原子質量。(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，它們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同?！靖櫽柧殹恳族e辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)中子數(shù)為10的氧原子：eq\o\al(16,8)O。()(2)兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質一定相同。()(3)同溫、同壓、同體積的CO和NO含有的質子數(shù)相等。()(4)所有的原子中都含有質子和中子。()(5)質子數(shù)相同的原子不一定屬于同一種元素。()(6)2.0gHeq\o\al(18,2)O與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NA。()(7)核聚變如eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化。()(8)一種元素只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子。()(9)質量數(shù)就是元素的相對原子質量。()(10)同位素的不同核素物理、化學性質完全相同。()(11)235g核素eq\o\al(235,92)U發(fā)生裂變反應：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up7(裂變))eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，凈產(chǎn)生的中子(eq\o\al(1,0)n)數(shù)為10NA。()(12)eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力幾乎相同。()(13)H2、D2、HD三者互為同素異形體。()02核外電子運動狀態(tài)和電子排布易錯點(1)電子云為處于一定空間運動狀態(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)電子云圖中的一個小點并不代表一個電子，也不表示電子在此位置出現(xiàn)過一次，電子云圖中小點的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率大小。(3)不同能層相同能級的原子軌道數(shù)目相同，如2p、3p、4p能級的軌道數(shù)均為3。(4)能層相同時，各能級的能量高低順序是：ns<np<nd<nf；若是不同能層，p能級的能量不一定比s能級的能量高，如2p<3s。(5)書寫軌道表示式時，同能級空軌道不能省略，如不能寫成。(6)當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。(7)電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等?！靖櫽柧殹恳族e辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)某原子M層上的電子數(shù)一定比L層上的電子數(shù)多。()(2)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等。()(3)電子發(fā)生躍遷可形成吸收光譜或發(fā)射光譜。()(4)基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)。()(5)N的價層電子軌道表示式違反了泡利不相容原理。()(6)鐵元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6。()(7)p能級能量一定比s能級的能量高。()(8)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多。()(9)原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱為電子云。()(10)電子云圖中的一個小點就是一個電子。()(11)6C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則。()(12)基態(tài)磷原子的電子排布圖為。()(13)1～36號元素中，基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的是Cr元素。()(14)基態(tài)Zn原子的電子排布式為[Ar]4s23d10。()(15)電子排布式(22Ti)1s2