第 01 讲 原子结构 核外电子排布规律
01 掌握原子结构中微粒数目的关系。
02 了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
03 能正确书写 1～36 号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。
考点一：原子结构、核素、同位素
重点·夯基易错
1．原子结构
(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＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋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、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征
①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。
②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。
(3)氢元素的三种核素
11H：名称为氕，不含中子；
21H：用字母 D 表示，名称为氘或重氢；
31H：用字母 T 表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
核素 23952U 146C 21H 31H 188O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子( )
2．所有原子核内一定都有中子( )
3．质量数就是元素的相对原子质量( )
4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素( )
5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同( )
6．核聚变如 21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化( )
7．氢的三种核素形成的单质有 6 种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同( )
8．1357Cl 与 3177Cl 得电子能力几乎相同。( )
9．质子数为 35、中子数为 45 的溴原子：8305Br。( )
10．所有的原子中都含有质子和中子。( )
方法·规律总结
1．“四量”比较
原子的相对 元素的相对
原子质量 质量数
原子质量 原子质量
一个原子的真实质 该元素各种核素原
量与一个_162C 原 子的相对原子质量 一个原子核内质子
定 一个原子的真实质
1 与其在自然界中所 数与_中子数__之
义 量 子质量__的 的比
12 占原子个数百分比 和
值 的乘积之和
A ＝A a%＋
一个 186
r r1
O原子的质
实 816O 的相对原子质 Ar2b%＋……(其中
量是 2.657×10－26 818O 的质量数为 18
例 量约为 16 a%＋b%＋……＝
kg
1)
备注 某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量
2．元素、核素、同位素及同素异形体的比较
元素 核素 同位素 同素异形体
质子数相同、中子
质子数相同的一 质子数、中子数都 同种元素形成的
本质 数不同的核素的
类原子 一定的一种原子 不同单质
互称
范畴 同类原子 原子 原子 单质
只有种类，没有个 化学反应中的最 化学性质几乎完 组成元素相同、性
特性
数 小微粒 全相同 质不同
决定
质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构
因素
H、C、O 三种元 11H、21H、31H 三种 11H、12H、31H 互称 O2与 O3互为同素
举例
素 核素 同位素 异形体
点拨·能力培养
1．月球上的每百吨 23He 聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以 24He 的
形式存在。已知一个 12C 原子的质量为 a g，一个 23He 原子的质量为 b g，NA 为阿伏加德罗常数。下列说法
正确的是( )
A.32He 比 24He 多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为 3.5
12b
C.23He 的相对原子质量为
a
D.32He 的摩尔质量为 bNA
2．现有下列 9 种微粒：11H、21H、136C、146C、147N、2566Fe2＋、5266Fe3＋、168O 162、 8O3。按要求完成以下各题：
(1)11H、21H 分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)2566Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________________________。
(4)上述 9 种微粒中有________种核素，含有________种元素。
真题·明考向
1．（2024·北京·高考真题）我国科研人员利用激光操控方法，从Ca 原子束流中直接俘获 41Ca 原子，实现了
对同位素 41Ca 的灵敏检测。 41Ca 的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达 10 万年，
是 14 C 的 17 倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是
A． 41Ca 的原子核内有 21 个中子
B． 41Ca 的半衰期长，说明 41Ca 难以失去电子
C． 41Ca 衰变一半所需的时间小于 14 C 衰变一半所需的时间
D．从Ca 原子束流中直接俘获 41Ca 原子的过程属于化学变化
2．（2024·广东·高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正
确的是
A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料
B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC
D 135．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准， 55 Cs 的质子数为 55
3．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子
[K@Au Sb ]5-12 20 为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯 C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯 C60是分子晶体
B．图示中的 K+位于 Au 形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯 C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则其基态原子价层电子排布式是 5s25p3
4．（2024·广东·高考真题）“光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的
是
选项 劳动项目 化学知识
A 水质检验员：用滴定法测水中Cl- 含量 Ag+ +Cl- = AgCl
B 化学实验员：检验Na2O2 是否失效 2Na2O2 +2H2O = 4NaOH+O2
C 化工工程师：进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D 考古研究员：通过 14 C测定化石年代 C60 与石墨烯互为同素异形体
A．A B．B C．C D．D
5．（2024·上海·高考真题）下列关于 18 F与 19 F说法正确的是
A．是同种核素 B．是同素异形体
C． 19 F比 18 F多一个电子 D． 19 F比 18 F多一个中子
6．（2023·天津·高考真题）利用 18O 示踪技术研究 H2O2与 Cl2的反应历程，结果如下：
① Cl2 +H
18
2 O2 =H
+ +Cl- +H18O18OCl
② H18O18OCl=H+ +Cl- +18O2
下列叙述正确的是
A．反应①是置换反应
B．18O 的核电荷数是 18
C．18O 与 16O 互为同素异形体
D．反应历程中H2O2 中的 O-O 键未发生断裂
考点二：核外电子运动状态与排布原理
重点·夯基易错
1．核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成电子层，同一电子层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的
一个空间运动状态称为一个原子轨道。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。
电子层(n) 一 二 三 四
电子层符号
能级符号
各能级原子轨道数
各电子层原子轨道数
最多容纳电子数
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s 电子云轮廓图呈________形、p 电子云
轮廓图呈________形。p 电子云有________种伸展方向。
(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d ②2s、2px、2py、2pz
2．基态与激发态 原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(2)原子光谱
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光
谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
3．基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
①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最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
②泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋不同。如 2s 轨道上的电
子排布为 ，不能表示为 。
③洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并
且自族状态相同。 如 2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。
注意 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的
能量最低，如基态 24Cr 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，而不是 1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
价电子排布式 3s23p4
价电子轨道表示式
1．p 能级能量不一定比 s 能级的能量高( )
2．Fe 的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( )
3． Ti 的电子排布式 1s22s222 2p63s23p10违反了能量最低原理( )
4． 表示的原子能量处于最低状态( )
5．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布( )
6．某些金属及其化合物在燃烧时会产生特殊的颜色，是由于电子跃迁时能量以一定频率的光释放出来( )
7．基态 Zn 原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。( )
8．Cr 原子有 6 个未成对的电子。( )
9．原子光谱是因为电子的跃迁引起的。( )
10．ns 电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量。( )
方法·规律总结
1．核外电子排布常见错误
(1)在书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 (违反泡利不相容原理)；
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，而失电子时，却先失 4s 轨道上的电子，如 Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
2．基态原子电子排布式的书写方法
(1)知道原子序数书写核外电子排布式的方法。
①常规方法：常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)，各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，
依次由低能级向高能级排列，如 31 号元素镓，首先排满 1s2，依次 2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后 4p1。
②原子序数大于 18 的方法：如 31 号元素，我们也可以用 31－18＝13，然后在[Ar]的基础上再填充 13 个电子，
如[Ar]3d104s24p1。
(2)知道元素名称书写核外电子排布式的方法。
①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如 S 的最外层电子数为 6，其排布式为[Ne]3s23p4。
②第四周期的元素，要熟记元素名称，然后从 K 开始数，数到几，就可以写成“[Ar]＋几个电子”。如 Fe，
从钾开始数到铁为 8，其排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到 Se 为 16，其排布式为[Ar]3d104s24p4。
(3)注意事项。
基态原子失电子生成金属阳离子时，应先失去最外层上的电子，如 Fe 原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失
电子变为 Fe2＋，失去的不是能量高的 3d 轨道上的电子，而是能量低的 4s 轨道上的电子。所以 Fe2＋的基态
核外电子排布式正确的为[Ar]3d6，其他[Ar]3d44s2、[Ar]3d54s1均错误。
点拨·能力培养
1.完成下列各小题：
(1)基态硅原子最外层电子的轨道表示式为___________________________________________
________________________。
(2)在 KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
(3)铜或铜盐的焰色试验为绿色，该光谱是________________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
2.下列 Li 原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、
________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
真题·明考向
1．（2023·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达正确的是
··
A．NaCl的电子式为Na : Cl : B．NH3的 VSEPR 模型为
··
C． 2pz 电子云图为 D．基态 24 Cr 原子的价层电子轨道表示式为
2．（2024·山东·高考真题）下列化学用语或图示正确的是
A． 的系统命名：2-甲基苯酚
B．O3分子的球棍模型：
C．激发态 H 原子的轨道表示式：
D． p-pπ 键形成的轨道重叠示意图：
3．（2024·安徽·高考真题）某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A．该物质中Ni为+2价 B．基态原子的第一电离能：Cl>P
C．该物质中 C 和 P 均采取 sp2 杂化 D．基态Ni原子价电子排布式为3d8 4s2
4．（2024·甘肃·高考真题）下列化学用语表述错误的是
A．Ca2+ 和Cl- 的最外层电子排布图均为
B．PH3和H2S的电子式分别为 和
C．CH2 =CHCH2CH2CH3的分子结构模型为
D 12 C 13C 14． 6 、 6 和 6 C互为同位素
5．（2024·湖北·高考真题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A．VSEPR 理论认为VSEPR 模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D． sp3 杂化轨道由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道混杂而成
演练·提能力
1．（2024·山西朔州·模拟预测）化学物质的研究与社会发展息息相关，下列说法错误的是
A．我国中核集团核理化院获得公斤级丰度为 99%的 100Mo 产品，其中 100Mo 与 98Mo 互为同位素
B．2023 年诺贝尔化学奖授予“发现和合成量子点”的研究者，纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系可
能具有丁达尔效应
C．镁铝合金是建造航空母舰的主体材料，可以在 N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成
D．制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分属于无机非金属材料
2．（2024·广西柳州·模拟预测）下列化学用语或图示表示正确的是
A．H2O 的空间结构模型： B．N2 的电子式：
C．O2和O3 互为同位素 D．基态Si的价层电子排布图：
3．（2024·广东·三模）最近，中国科学家成功采用“变压吸附+膜分离+精制纯化”方法成功分离氢氦制得高纯
氦。下列说法正确的是
A 3． H 与 31 2He 互为同位素
B．H2分子间存在分子间作用力，氦气中的 He 原子之间存在共价键
C．He 位于元素周期表中的ⅠA 族
D．利用原子光谱可以鉴定 He 元素和 H 元素
4．（2024·湖北·三模）材料科学的发展推动着科技的进步。下列有关材料的说法正确的是
A．“鹊桥二号”天线所使用的镀金钼丝属于无机非金属材料
B．“天和核心舱”腔体中的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
C．北斗二代卫星的原子钟“星载铷钟”的铷元素属于放射性元素
D．人造小太阳“东方超环”用到的氕、氘、氚属于同素异形体
5．（2024·辽宁·模拟预测）下列化学用语表示正确的是
A 6．中子数为 6 的硼原子： 5 B
B．溴乙烷的空间填充模型
C．AlCl3的VSEPR 模型
D．基态Fe2+ 的价电子轨道表示式：
6．（2024·湖南长沙·三模）化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是
A 2 4． 1 H 和 2 He核内中子数之比为 1∶2
B． 可表示原子、阳离子以及阴离子
C． 可表示乙烷
D．基态铬原子的简化电子排布式：[Ar]3d44s2
7．（2024·吉林·模拟预测）下列有关化学用语表示正确的是
A．中子数为 21 K 21的 核素符号： 19K
B 2．基态 As 原子的核外电子排布式： Ar 4s 4p3
C．O3 的分子的球棍模型：
D．甲醛碳氧双键中 π键的电子云轮廓图：
8．（2024·广西贺州·一模）Pu 210和 84 Po
238 210
均是放射性元素，下列有关同位素热源： 94 Pu 和 84 Po 的说法错误的
是
A 210． 84 Po
238
的中子数为 126 B． 94 Pu 的质量数为 238
C 210． 84 Po
239 238
的核外电子数为 210 D． 94 Pu 与 94 Pu 互为同位素
9．（2024·河南南阳·二模）硒元素具有防癌作用，已知硒元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法
正确的是
A．硒原子核内有 34 个中子 B．硒元素是非金属元素
C．硒原子的相对原子质量是 78.96g D．富硒茶中的“硒”指的是硒原子
10．（23-24 高二下·四川内江·期末）下列有关原子结构与性质的叙述正确的是
A．2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多
B．所有元素中，氟的第一电离能最大
C．电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
D．如图为元素周期表 Bi 的数据，该原子的 6p 能级有一个未成对电子
11.钾发生焰色试验的原因是________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
12.判断电子的运动状态
按要求填空：
(1)基态 F 原子核外电子的运动状态有______种。
(2)基态钛原子的价电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________
种运动状态不同的电子。
(3)基态 Si 原子价电子的运动状态有________种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23p 2x违背了________。
(4)基态 Cu 原子核外电子的空间运动状态有________种。
13.判断原子中未成对电子数目
按要求填空：
(1)基态 Ti3＋中未成对电子数有________个；与 Ti 同族相邻的元素 Zr 的基态原子价电子排布式为________。
与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。
(3)Cr 与 Ni 的基态原子核外未成对电子数之比为________。
(4)第 4 周期中未成对电子数最多的基态原子的价电子轨道表示式为________。
(5)2020 年 12 月 17 日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。
其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、Si 等多种元素。上述元素中基态原子未成对电子数与 Al 相
同的有________。
(6)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应 B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4===NH3BH3＋
Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含 1 个未成对电子的有________种。
14.元素推断
(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________；其基态原子
价电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(2)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________，
其基态原子的核外电子排布式为
________________________________________________________________________。
(3)元素 D 的正三价离子的 3d 能级为半充满，D 的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为
________。
15．(1)1 mol H 18O 与 1 mol D 162 2 O 的中子数之比为________。
(2)已知阴离子 R2－的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为 m，则 w g R 原子完全转化为 R2－时，含有电
子的物质的量是___________________________________________________。第 01 讲 原子结构 核外电子排布规律
01 掌握原子结构中微粒数目的关系。
02 了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
03 能正确书写 1～36 号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。
考点一：原子结构、核素、同位素
重点·夯基易错
1．原子结构
(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＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋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、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征
①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。
②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。
(3)氢元素的三种核素
11H：名称为氕，不含中子；
21H：用字母 D 表示，名称为氘或重氢；
31H：用字母 T 表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
核素 29352U 164C 21H 31H 188O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子( )
2．所有原子核内一定都有中子( )
3．质量数就是元素的相对原子质量( )
4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素( )
5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同( )
6．核聚变如 21H＋13H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化( )
7．氢的三种核素形成的单质有 6 种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同( )
8．3157Cl 与 3177Cl 得电子能力几乎相同。( )
9．质子数为 35、中子数为 45 的溴原子：8350Br。( )
10．所有的原子中都含有质子和中子。( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7．√8．√9．√10．×
方法·规律总结
1．“四量”比较
原子的相对 元素的相对
原子质量 质量数
原子质量 原子质量
一个原子的真实质 该元素各种核素原
量与一个_162C 原 子的相对原子质量 一个原子核内质子
定 一个原子的真实质
1 与其在自然界中所 数与_中子数__之
义 量 子质量__的 的比
12 占原子个数百分比 和
值 的乘积之和
A ＝A a%＋
一个 186
r r1
O原子的质
实 816O 的相对原子质 Ar2b%＋……(其中
量是 2.657×10－26 818O 的质量数为 18
例 量约为 16 a%＋b%＋……＝
kg
1)
备注 某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量
2．元素、核素、同位素及同素异形体的比较
元素 核素 同位素 同素异形体
质子数相同、中子
质子数相同的一 质子数、中子数都 同种元素形成的
本质 数不同的核素的
类原子 一定的一种原子 不同单质
互称
范畴 同类原子 原子 原子 单质
只有种类，没有个 化学反应中的最 化学性质几乎完 组成元素相同、性
特性
数 小微粒 全相同 质不同
决定
质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构
因素
H、C、O 三种元 11H、21H、31H 三种 11H、12H、31H 互称 O2与 O3互为同素
举例
素 核素 同位素 异形体
点拨·能力培养
1．月球上的每百吨 23He 聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以 24He 的
形式存在。已知一个 12C 原子的质量为 a g，一个 23He 原子的质量为 b g，NA 为阿伏加德罗常数。下列说法
正确的是( )
A.32He 比 24He 多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为 3.5
12b
C.23He 的相对原子质量为
a
D.32He 的摩尔质量为 bNA
【答案】 C
【解析】 32He 比 42He 少一个中子，A 错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相
1
对原子质量，B 错误；一个原子的真实质量与一个 126C 原子质量的 的比值是该核素的相对原子质量，因此
12
12b
23He 的相对原子质量为 ，C 正确；32He 的摩尔质量为 bNA g·mol－1，D 错误。a
2．现有下列 9 种微粒：11H、21H、136C、164C、147N、5266Fe2＋、2566Fe3＋、168O2、168O3。按要求完成以下各题：
(1)11H、21H 分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)2566Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________________________。
(4)上述 9 种微粒中有________种核素，含有________种元素。
【答案】 (1)核素 同位素 (2)168O 162、 8O3
(3)30 24 (4)7 5
【解析】 (1)11H、21H 分别是氢元素的一种核素；11H、12H 是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子，
它们互称为同位素。
(2)186O 和 162 8O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
(3)2566Fe2＋的中子数为 56－26＝30，核外电子数为 26－2＝24。
真题·明考向
1．（2024·北京·高考真题）我国科研人员利用激光操控方法，从Ca 原子束流中直接俘获 41Ca 原子，实现了
对同位素 41Ca 的灵敏检测。 41Ca 的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达 10 万年，
是 14 C 的 17 倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是
A． 41Ca 的原子核内有 21 个中子
B． 41Ca 的半衰期长，说明 41Ca 难以失去电子
C． 41Ca 衰变一半所需的时间小于 14 C 衰变一半所需的时间
D．从Ca 原子束流中直接俘获 41Ca 原子的过程属于化学变化
【答案】A
【解析】A． 41Ca 的质量数为 41，质子数为 20，所以中子数为 41- 20 = 21，A 正确；
B． 41Ca 的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B 错误；
C．根据题意 41Ca 衰变一半所需的时间要大于 14 C衰变半所需的时间，C 错误；
D．从Ca 原子束流中直接俘获 41Ca 原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D 错误；
本题选 A。
2．（2024·广东·高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正
确的是
A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料
B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC
D．目前“北京时间” 135授时以铯原子钟为基准， 55 Cs 的质子数为 55
【答案】C
【解析】A．制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A 正确；
B．由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表
中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B 正确；
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为 SiO2，C 错误；
D 135．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准， 55Cs 的质量数为 135，质子数为 55，D 正确；
故选 C。
3．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子
[K@Au 5-12Sb20] 为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯 C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯 C60是分子晶体
B．图示中的 K+位于 Au 形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯 C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则其基态原子价层电子排布式是 5s25p3
【答案】C
【解析】A．富勒烯 C60是由 C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A 正确；
B．由题图可知，中心 K+周围有 12 个 Au 形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有 5、10、5
个面)，B 正确；
C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯 C60不能互为同素异形体，C 错误；
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，
D 正确；
故合理选项是 C。
4．（2024·广东·高考真题）“光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的
是
选项 劳动项目 化学知识
A 水质检验员：用滴定法测水中Cl- 含量 Ag+ +Cl- = AgCl
B 化学实验员：检验Na2O2 是否失效 2Na2O2 +2H2O = 4NaOH+O2
C 化工工程师：进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D 考古研究员：通过 14 C测定化石年代 C60 与石墨烯互为同素异形体
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．用滴定法测水中 Cl-含量利用了 Ag+和 Cl-生成 AgCl 沉淀，通过测 AgCl 沉淀的量从而测定水中
Cl-的含量，劳动项目与所述化学知识有关联，A 不符合题意；
B．利用过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气的反应可以检验 Na2O2是否失效，劳动项目与所述化学知识有关
联，B 不符合题意；
C．顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键，劳动项目与所述化学知识有关联，C
不符合题意；
D．通过 14C 测定化石年代是利用同位素的放射性，通过半衰期计算化石年代，与同素异形体无关，劳动项
目与所述化学知识没有关联，D 符合题意；
本题选 D。
5．（2024·上海·高考真题）下列关于 18 F与 19 F说法正确的是
A．是同种核素 B．是同素异形体
C． 19 F比 18 F多一个电子 D． 19 F比 18 F多一个中子
【答案】D
【解析】A． 18 F与 19 F质子数相同、中子数不同，因此两者是不同种核素，A 错误；
B．同素异形体指的是同种元素的不同单质；18 F与 19 F是两种不同的原子，不是单质，因此两者不是同素异
形体，B 错误；
C．同位素之间质子数和电子数均相同， 19 F比 18 F多一个中子，C 错误；
D． 19 F的中子数是 10， 18 F只有 9 个中子， 19 F比 18 F多一个中子，D 正确。
本题选 D。
6．（2023·天津·高考真题）利用 18O 示踪技术研究 H2O2与 Cl2的反应历程，结果如下：
① Cl +H 18O =H+ - 182 2 2 +Cl +H O
18OCl
② H18O18OCl=H+ +Cl- +18O2
下列叙述正确的是
A．反应①是置换反应
B．18O 的核电荷数是 18
C．18O 与 16O 互为同素异形体
D．反应历程中H2O2 中的 O-O 键未发生断裂
【答案】D
【解析】A．反应①生成两种化合物，不是置换反应，故 A 错误；
B．核电荷数等于核内质子数，所以 18O 的核电荷数是 8，故 B 错误；
C．18O 与 16O 是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故 C 错误；
D．反应历程中H2O2 、H-O-O-Cl、O2都含 O-O 键，所以H2O2 中 O-O 键没有发生断裂，故 D 正确；
选 D。
考点二：核外电子运动状态与排布原理
重点·夯基易错
1．核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成电子层，同一电子层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的
一个空间运动状态称为一个原子轨道。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。
电子层(n) 一 二 三 四
电子层符号
能级符号
各能级原子轨道数
各电子层原子轨道数
最多容纳电子数
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s 电子云轮廓图呈________形、p 电子云
轮廓图呈________形。p 电子云有________种伸展方向。
(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d ②2s、2px、2py、2pz
【答案】 (1)
电子层(n) 一 二 三 四
电子层符号 K L M N
能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
各能级原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
各电子层原子轨道数 1 4 9 16
最多容纳电子数 2 8 18 32
(2)球 哑铃 3
(3)25,50
(4)①1s<2s<2p<3s<3p<3d ②2s<2px＝2py＝2pz
2．基态与激发态 原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(2)原子光谱
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光
谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
3．基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
①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最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
②泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋不同。如 2s 轨道上的电
子排布为 ，不能表示为 。
③洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并
且自族状态相同。 如 2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。
注意 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的
能量最低，如基态 24Cr 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，而不是 1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
价电子排布式 3s23p4
价电子轨道表示式
1．p 能级能量不一定比 s 能级的能量高( )
2．Fe 的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( )
3．22Ti 的电子排布式 1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
4． 表示的原子能量处于最低状态( )
5．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布( )
6．某些金属及其化合物在燃烧时会产生特殊的颜色，是由于电子跃迁时能量以一定频率的光释放出来( )
7．基态 Zn 原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。( )
8．Cr 原子有 6 个未成对的电子。( )
9．原子光谱是因为电子的跃迁引起的。( )
10．ns 电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量。( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√7．× 8．√ 9．√ 10．×
方法·规律总结
1．核外电子排布常见错误
(1)在书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 (违反泡利不相容原理)；
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，而失电子时，却先失 4s 轨道上的电子，如 Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
2．基态原子电子排布式的书写方法
(1)知道原子序数书写核外电子排布式的方法。
①常规方法：常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)，各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，
依次由低能级向高能级排列，如 31 号元素镓，首先排满 1s2，依次 2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后 4p1。
②原子序数大于 18 的方法：如 31 号元素，我们也可以用 31－18＝13，然后在[Ar]的基础上再填充 13 个电子，
如[Ar]3d104s24p1。
(2)知道元素名称书写核外电子排布式的方法。
①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如 S 的最外层电子数为 6，其排布式为[Ne]3s23p4。
②第四周期的元素，要熟记元素名称，然后从 K 开始数，数到几，就可以写成“[Ar]＋几个电子”。如 Fe，
从钾开始数到铁为 8，其排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到 Se 为 16，其排布式为[Ar]3d104s24p4。
(3)注意事项。
基态原子失电子生成金属阳离子时，应先失去最外层上的电子，如 Fe 原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失
电子变为 Fe2＋，失去的不是能量高的 3d 轨道上的电子，而是能量低的 4s 轨道上的电子。所以 Fe2＋的基态
核外电子排布式正确的为[Ar]3d6，其他[Ar]3d44s2、[Ar]3d54s1均错误。
点拨·能力培养
1.完成下列各小题：
(1)基态硅原子最外层电子的轨道表示式为___________________________________________
________________________。
(2)在 KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
(3)铜或铜盐的焰色试验为绿色，该光谱是________________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
【答案】 (1) (2)K＋和 P3－ (3)发射光谱
2.下列 Li 原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】 D C
【解析】 根据核外电子排布规律可知 Li 的基态原子核外电子排布式为 1s22s1，则 D 中能量最低；选项 C
中有 2 个电子处于 2p 能级上，能量最高。
真题·明考向
1．（2023·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达正确的是
··
A．NaCl的电子式为Na : Cl : B．NH3的 VSEPR 模型为
··
C． 2pz 电子云图为 D．基态 24 Cr 原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
A．氯化钠是离子化合物，其电子式是 ，A 项错误；
B．氨分子的 VSEPR 模型是四面体结构，B 项错误：
C．p 能级电子云是哑铃(纺锤)形，C 项正确；
D．基态铬原子的价层电子轨道表示式是 ，D 项错误；
故选 C。
2．（2024·山东·高考真题）下列化学用语或图示正确的是
A． 的系统命名：2-甲基苯酚
B．O3分子的球棍模型：
C．激发态 H 原子的轨道表示式：
D． p-pπ 键形成的轨道重叠示意图：
【答案】A
【解析】
A． 含有的官能团为羟基，甲基与羟基相邻，系统命名为：2-甲基苯酚，故 A 正确；
6 - 2 2
B．臭氧中心 O 原子的价层电子对数为： 2 + = 3，属于 sp2杂化，有 1 个孤电子对，臭氧为 V 形分
2
子，球棍模型为： ，故 B 错误；
C．K 能层只有 1 个能级 1s，不存在 1p 能级，故 C 错误；
D．p-pπ 键形成的轨道重叠示意图为： ，故
D 错误；
故选 A。
3．（2024·安徽·高考真题）某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A．该物质中Ni为+2价 B．基态原子的第一电离能：Cl>P
C．该物质中 C 和 P 均采取 sp2 杂化 D．基态Ni原子价电子排布式为3d8 4s2
【答案】C
【解析】A．由结构简式可知，P 原子的 3 个孤电子与苯环形成共用电子对，P 原子剩余的孤电子对与 Ni 形
成配位键，Cl- 提供孤电子对，与 Ni 形成配位键，由于整个分子呈电中性，故该物质中 Ni 为+2 价，A 项正
确；
B．同周期元素随着原子序数的增大，第一电离能有增大趋势，故基态原子的第一电离能：Cl＞P，B 项正
确；
C．该物质中，C 均存在于苯环上，采取 sp2杂化，P 与苯环形成 3 对共用电子对，剩余的孤电子对与 Ni 形
成配位键，价层电子对数为 4，采取 sp3杂化，C 项错误；
D．Ni 的原子序数为 28，位于第四周期第Ⅷ族，基态 Ni 原子价电子排布式为 3d84s2，D 项正确；
故选 C。
4．（2024·甘肃·高考真题）下列化学用语表述错误的是
A．Ca2+ 和Cl- 的最外层电子排布图均为
B．PH3和H2S的电子式分别为 和
C．CH2 =CHCH2CH2CH3的分子结构模型为
D 12 C 13 14． 6 、 6 C和 6 C互为同位素
【答案】B
【解析】
A．Ca2+和 Cl-的核外电子数都是 18，最外层电子排布图均为 ，故 A 正确；
1
B．PH3中磷原子和每个氢原子共用一对电子，中心原子 P 原子价层电子对数为 3+ ×(5-3×1)=4，孤电子对2
数为 1，PH3的电子式为 ，故 B 错误；
C．CH2=CHCH2CH2CH3分子中存在 1 个碳碳双键，位于 1 号碳原子与 2 号碳原子之间，存在 3 个碳碳单键，
无支链，且氢原子半径小于碳原子半径，其分子结构模型表示为 ，故 C 正确；
D． 12 C、 136 6 C和 146 C是质子数相同、中子数不同的碳原子，是碳元素的不同核素，互为同位素，故 D 正确；
故选 B。
5．（2024·湖北·高考真题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A．VSEPR 理论认为VSEPR 模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D． sp3 杂化轨道由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道混杂而成
【答案】A
【解析】A．VSEPR 模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，
不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结
构不同，故 A 错误；
B．元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性质的周期性的变
化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，故 B 正确；
C．在一个原子轨道里，最多只能容纳 2 个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，故 C 正确；
D．1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道混杂形成 4 个能量相同、方向不同的轨道，称为 sp3杂化轨道，故 D 正确；
故答案为：A。
演练·提能力
1．（2024·山西朔州·模拟预测）化学物质的研究与社会发展息息相关，下列说法错误的是
A．我国中核集团核理化院获得公斤级丰度为 99%的 100Mo 产品，其中 100Mo 与 98Mo 互为同位素
B．2023 年诺贝尔化学奖授予“发现和合成量子点”的研究者，纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系可
能具有丁达尔效应
C．镁铝合金是建造航空母舰的主体材料，可以在 N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成
D．制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分属于无机非金属材料
【答案】C
【解析】A．100Mo 与 98Mo 的质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，故互为同位素，A 正确；
B．纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系中分散质粒子直径大小在 1~100nm 之间，属于胶体，可能具有
丁达尔效应，B 正确；
Δ
C．制备该合金如果在氮气保护下，Mg 单质在一定温度下熔炼时，镁和氮气反应 3Mg+N2 Mg3N2，故镁铝
合金不可以在 N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成，C 错误；
D．制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分一般为 SiO2，故属于无机非金属材料，D 正确；
故答案为：C。
2．（2024·广西柳州·模拟预测）下列化学用语或图示表示正确的是
A．H2O 的空间结构模型： B．N2 的电子式：
C．O2和O3 互为同位素 D．基态Si的价层电子排布图：
【答案】A
【解析】A．水分子的空间结构为 V 形，A 项正确；
B．氮气的电子式为 ，B 项错误；
C．O2和 O3是同种元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，C 项错误；
D．Si 最外层电子数为 4，该价层电子排布图不符合洪特规则，正确的价电子排布为：
，D 项错误；
答案选 A。
3．（2024·广东·三模）最近，中国科学家成功采用“变压吸附+膜分离+精制纯化”方法成功分离氢氦制得高纯
氦。下列说法正确的是
A 3． 1 H 与
3
2He 互为同位素
B．H2分子间存在分子间作用力，氦气中的 He 原子之间存在共价键
C．He 位于元素周期表中的ⅠA 族
D．利用原子光谱可以鉴定 He 元素和 H 元素
【答案】D
【解析】A．3 H 与 31 2He 的质子数不相同，不能互称为同位素，A 不正确，不符合题意；
B．氦气为单原子分子，原子之间不存在共价键，只存在分子间作用力，B 不正确，不符合题意；
C．He 位于元素周期表中的 0 族，C 不正确，不符合题意；
D．不同元素在原子光谱上有不同的特征谱线，利用原子光谱可以鉴定 He 元素和 H 元素，D 正确，符合题
意。
故选 D。
4．（2024·湖北·三模）材料科学的发展推动着科技的进步。下列有关材料的说法正确的是
A．“鹊桥二号”天线所使用的镀金钼丝属于无机非金属材料
B．“天和核心舱”腔体中的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
C．北斗二代卫星的原子钟“星载铷钟”的铷元素属于放射性元素
D．人造小太阳“东方超环”用到的氕、氘、氚属于同素异形体
【答案】B
【解析】A．镀金钼丝属于金属材料，A 错误；
B．氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，B 正确；
C．铷不属于放射性元素，C 错误；
D．氕、氘、氚属于同位素，不属于同素异形体，D 错误；
故选 B。
5．（2024·辽宁·模拟预测）下列化学用语表示正确的是
A 6．中子数为 6 的硼原子： 5 B
B．溴乙烷的空间填充模型
C．AlCl3的VSEPR 模型
D．基态Fe2+ 的价电子轨道表示式：
【答案】B
11
【解析】A．中子数为 6 的硼原子质量数为 5+6=11，表示为： 5 B，A 项错误；
B．溴乙烷的结构简式为 CH3CH2Br，空间填充模型为： ，B 项正确；
1
C．AlCl3中心原子价层电子对数为 3+ 3- 3 1 =3，VSEPR 模型为 ，C 项错误；2
D．Fe 是 26 号元素，基态Fe2+ 的价电子轨道表示式为 ，D 项错误；
故选 B。
6．（2024·湖南长沙·三模）化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是
A 2 4． 1 H 和 2 He核内中子数之比为 1∶2
B． 可表示原子、阳离子以及阴离子
C． 可表示乙烷
D．基态铬原子的简化电子排布式：[Ar]3d44s2
【答案】D
2 4
【解析】A． 1 H 原子核内中子数为 1， 2 He原子核内中子数为 2，A 正确；
B．当 y = 8时，应为有 18 个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等，B 正
确；
C． 可表示乙烷的球棍模型，C 正确；
D．基态铬原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，D 错误；
故选 D。
7．（2024·吉林·模拟预测）下列有关化学用语表示正确的是
A．中子数为 21 K 21的 核素符号： 19K
B 2 3．基态 As 原子的核外电子排布式： Ar 4s 4p
C．O3 的分子的球棍模型：
D．甲醛碳氧双键中 π键的电子云轮廓图：
【答案】D
【解析】A 40．元素符号左上角为质量数，左下角为质子数，则中子数为 21 的 K 核素符号： 19 K，A 错误；
B．As 为 33 10 2 3号元素，根据构造原理可知，基态 As 原子的核外电子排布式： Ar 3d 4s 4p ，B 错误；
C．O3 分子为 V 形结构，球棍模型为： ，C 错误；
D． π键的电子云为镜像对称，甲醛碳氧双键中 π键的电子云轮廓图： ，D 正确；
故选 D。
8 2024· · Pu 210．（ 广西贺州 一模） 和 84 Po
238 210
均是放射性元素，下列有关同位素热源： 94 Pu 和 84 Po 的说法错误的
是
A 210． 84 Po 的中子数为 126 B
238
． 94 Pu 的质量数为 238
C 210． 84 Po
239 238
的核外电子数为 210 D． 94 Pu 与 94 Pu 互为同位素
【答案】C
210
【解析】A． 84 Po 的中子数=210-84=126，A 正确；
B 238． 94 Pu 的质量数为 238，B 正确；
C 210． 84 Po 核外电子数为 84，C 错误；
D 239． 94 Pu
238
与 94 Pu 的质子数相同、质量数不同，互为同位素，D 正确；
故选 C。
9．（2024·河南南阳·二模）硒元素具有防癌作用，已知硒元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法
正确的是
A．硒原子核内有 34 个中子 B．硒元素是非金属元素
C．硒原子的相对原子质量是 78.96g D．富硒茶中的“硒”指的是硒原子
【答案】B
【解析】A．中子数=质量数-质子数，则硒原子核内有 35 个中子，A 错误；
B．硒元素是非金属元素，B 正确；
C．相对原子质量是一个比值，单位不是 g，，C 错误；
D．富硒茶中的“硒”指的是硒元素，D 错误；
答案选 B。
10．（23-24 高二下·四川内江·期末）下列有关原子结构与性质的叙述正确的是
A．2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多
B．所有元素中，氟的第一电离能最大
C．电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
D．如图为元素周期表 Bi 的数据，该原子的 6p 能级有一个未成对电子
【答案】C
【解析】A．2p、3p、4p 能级的轨道数相同，A 项错误；
B．氦（He）的第一电离能是所有元素中最大的，B 项错误；
C．电负性表示不同元素原子对键合电子吸引力的大小，电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大，其
变化规律与非金属性强弱变化规律一致，电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据，C 项正确；
D．Bi 原子的外围电子排布为 6s26p3，p 能级有 3 个轨道，p 能级的 3 个电子优先各占据 1 个轨道，Bi 原子
6p 能级三个电子都是单电子，D 项错误；
答案选 C。
11.钾发生焰色试验的原因是________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
【答案】 电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量
12.判断电子的运动状态
按要求填空：
(1)基态 F 原子核外电子的运动状态有______种。
(2)基态钛原子的价电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________
种运动状态不同的电子。
(3)基态 Si 原子价电子的运动状态有________种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23p 2x违背了________。
(4)基态 Cu 原子核外电子的空间运动状态有________种。
【答案】 (1) 9
(2)3d24s2 12 22
(3)4 洪特规则
(4)15
【解析】 (1)基态 F 原子共有 9 个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运
动状态有 9 种。
(2)基态 Ti 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为 3d24s2；s 轨道有一种空间运动状
态，p 轨道有三种空间运动状态，d 轨道有五种空间运动状态，3d 轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，
因此基态 Ti 原子的核外电子的空间运动状态有 12 种；核外有 22 个电子，就有 22 种运动状态。
(4)基态 Cu 原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态 Cu 原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运
动状态，则基态 Cu 原子核外电子的空间运动状态有 1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15 种。
13.判断原子中未成对电子数目
按要求填空：
(1)基态 Ti3＋中未成对电子数有________个；与 Ti 同族相邻的元素 Zr 的基态原子价电子排布式为________。
与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。
(3)Cr 与 Ni 的基态原子核外未成对电子数之比为________。
(4)第 4 周期中未成对电子数最多的基态原子的价电子轨道表示式为________。
(5)2020 年 12 月 17 日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。
其制作材料中包含了 Al、Cr、Cu、C、N、O、Si 等多种元素。上述元素中基态原子未成对电子数与 Al 相
同的有________。
(6)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应 B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4===NH3BH3＋
Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含 1 个未成对电子的有________种。
【答案】 (1)1 4d25s2 3 (2)4 (3)3∶1 (4)
(5)Cu (6)5
【解析】 (1)Ti 位于第 4 周期，Ti 基态原子未成对电子数是 2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未
成对电子数与钛相同的元素有 Ni、Ge、Se。
(3)基态铬原子价电子排布式为 3d54s1，核外有 6 个未成对电子，基态镍原子价电子排布式为 3d84s2，核外有
2 个未成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为 3∶1。
(5)Al 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1，有 1 个未成对电子，Cr、Cu、C、N、O、Si 中只有 Cu(价电子
排布：3d104s1)基态原子未成对电子数与 Al 相同。
14.元素推断
(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________；其基态原子
价电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(2)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________，
其基态原子的核外电子排布式为
________________________________________________________________________。
(3)元素 D 的正三价离子的 3d 能级为半充满，D 的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为
________。
【答案】 (1)N
(2)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
15．(1)1 mol H 182 O 与 1 mol D 162 O 的中子数之比为________。
(2)已知阴离子 R2－的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为 m，则 w g R 原子完全转化为 R2－时，含有电
子的物质的量是___________________________________________________。
w m－n＋2
【答案】 (1)1∶1 (2) mol
m
【解析】 (2)质量数＝质子数＋中子数，则 R 的质子数为 m－n，故 R2－的核外电子数为 m－n＋2，w g R
w w w m－n＋2
原子的物质的量为 mol，所以 w g R2－含有电子的物质的量为 mol×(m－n＋2)＝ mol。
m m m
