第24讲　原子结构(基础课)（共64张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共64张PPT)
第24讲　原子结构(基础课)
第三部分　物质结构与性质
第五章　物质结构与性质
　　　　　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相互关系。　3.了解核外电子排布规律，掌握原子、离子结构示意图。　4.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、价层电子的电子排布式和轨道表示式(又称电子排布图)。
知识点一　原子结构　同位素
必备知识梳理
关键能力训练
01
1．原子构成
元素
原子
化学
(2)粒子中“各数”间的关系
①质量关系：质量数(A)＝__________＋__________。
质子数(Z)
中子数(N)
Z＋n
Z－n
2．元素、核素、同位素
(1)“三素”关系及含义
核电荷数
质子
中子
相同
不同
(2)同位素的特点
①天然存在同一元素的各核素所占原子百分数一般不变。
②同位素的“六相同”与“三不同”
(3)几种重要的核素及其应用
氢弹
(4)氢元素的三种核素
D
T
氕
氘
氚
(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%。
(3)核素的近似相对原子质量＝质量数。
(4)元素的近似相对原子质量＝A1×a%＋A2×b%＋……。
　　　　核聚变与核裂变为核反应，不属于化学反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有原子均是由核外电子、核内质子和中子构成。(　　)
2．某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是(　　)
A．此元素有3种不同的同位素
B．其中一种同位素质量数为80
C．其同位素79X占原子总数的
D．单质X2的平均相对分子质量为162
3．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(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)______，所含电子数为______。
4．H、D、T形成的氢气分子有____________；H、D、T与16O、17O可形成的水分子有________种；其中相对分子质量相同的有_________；这些水分子的物理性质________，化学性质________。
“三同”比较
知识点二　核外电子排布与运动状态
02
必备知识梳理
关键能力训练
1．能层、能级和原子轨道
能层 K L M N ……
能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f ……
原子轨道 数目 _ ____ ___ ______ ____ 1＋3＋5 ＋7＝16 ……
最多容纳 电子数目 _ _ __ 32 ……
1
1＋3
＝4
1＋3＋
5＝9
2
8
18
2．原子轨道的形状、数目及能量关系
球形
哑铃
(2)轨道伸展半径：s、p、d、f各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而____。
(3)能量关系
①同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量____。
②同一能层伸展方向不同原子轨道能量：ns＜np＜nd＜nf。
③形状相同的原子轨道能量：1s＜2s＜3s＜4s……
增大
相同
3．原子核外电子排布规律
(1)一般规律
低
高
2n2
8
2
18
(2)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____的原子轨道，使整个原子的能量最低。
构造原理：随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……，总之：填充顺序为ns→(n－2)f→(n－1)d→np。(n为6、7时才有f填充，n为4以上时才有d填充)
最低
(3)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳_个电子，它们的自旋
____，也称泡利不相容原理。
2
相反
单独
平行
全充满
半充满
全空
1s22s22p63s23p63d54s1
　　　　①原子轨道是核外电子的一个空间运动状态，在同一原子轨道的2个电子的空间运动相同。但由于2电子的自旋方向相反，故同一轨道中的2个电子的运动状态不同。如O原子中电子运动状态有8种，而空间运动状态(即原子轨道)有5种。
②一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称为成对电子，即电子对；若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。
4．基态与激发态原子光谱
(1)基态原子(处于________状态的原子)发生电子向较高能级的跃迁形成激发态。
最低能量
(2)不同元素原子(离子)的电子发生跃迁时会_______或_______能量表现为不同颜色的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
吸收
释放
5．核外电子排布的化学用语表示
[Ne]3s23p4
写出下列原子或离子的①电子排布式、②价层电子的轨道表示式、③电子的空间运动状态数、④未成对电子数。
(1)P：①______，②______，③________，④________。
(2)Cr：①______，②_______，③________，④________。
(3)Fe2＋：①______，②______，③________，④________。
(4)Cu：①_____，②______，③________，④________。
(5)Se：①______，②______，③________，④________。
　　　　 核外电子的排布与运动状态的表示
1．下列说法正确的是(　　)
A．基态原子电子能量的高低顺序为
E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)
B．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理
2．下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为______、______(填字母)。
[解析]　核外电子占据能层越高，能级越高，能量越高，反之能量越低。
[答案]　D　C
3．(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______；其价层电子排布图为_________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C＋的结构示意图为________。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________，其原子的结构示意图为______。
(4)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________，其基态原子的电子排布式为_____。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子排布图为________。
(6)G元素基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则G的价层电子排布式为________。
(7)H元素的基态原子4s和3d轨道电子半充满，则H原子的价层电子排布图为_______，未成对电子数为__________。
(8)核外电子有5种空间运动状态的基态原子相应的元素为______(填元素符号)。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素铁。
(4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故E为Cu。
(5)F元素最外层电子排布式为2s22p4。
(6)G元素基态原子的L层电子排布式为 2s22p4，也是价层电子排布式。
(7)H元素基态原子的外围电子排布式为3d54s1，为Cr；其未成对电子数为6。
(8)核外电子有5种空间运动状态的原子有N(1s22s22p3)，O(1s22s22p4)，F(1s22s22p5)，Ne(1s22s22p6)。
　　　　　电子跃迁与原子光谱
4．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(　　)
A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C．1s22s2―→1s22s12p1
B　[A项，由基态→激发态，吸收能量，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放能量，形成发射光谱；C项，由基态→激发态，吸收能量，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。]
5．从电子跃迁的角度指出焰色试验呈现不同颜色光的原理是_____。
[答案]　金属原子吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量
真题感悟·明确考向
03
真题 感悟
情境 探究
1．(2022·海南等级考，T5)钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是(　　)
A．钠元素的第一电离能大于钾
B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠
D．钠元素与钾元素的原子序数相差18
[答案]　A
1
3
2
4
1
3
2
4
3．(2022·真题精选)(1)(海南等级考)基态O原子的电子排布式______，其中未成对电子有________个。
(2)(河北选择性考试)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_____。
(3)(湖南选择性考试)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]________。
(4)(北京等级考)Fe2＋价层电子排布式为________。
1
3
2
4
(5)(全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有__________，其中能量较高的是______。(填标号)
a．1s22s22p43s1　　　 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
[答案]　(1)1s22s22p4　2　(2)1∶2或2∶1　
(3)3d104s24p4　(4)3d6　(5)ad　d
1
3
2
4
4．(2021·高考组合)(1)(广东选择性考试)基态硫原子价电子排布式为______。
(2)(湖南选择性考试)基态硅原子最外层的电子排布图为______。
(3)(全国乙卷)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量最低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
(4)(山东等级考)基态F原子核外电子运动状态有______种。
2
3
4
1
2
3
4
1
有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是____，B是____，C是______，D是_____，E是_____。(填元素符号)
(2)写出A的三种核素符号________，_____，_____。
(3)与E的最外层电子数相同的同周期元素的价层电子排布式为______。
(4)写出C元素基态原子的电子排布式：______。
(5)D元素原子的价层电子排布图为______________________。
[解析]　A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢；B、D为同一族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝。
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