《金新学案》高三化学一轮复习 原子结构

编辑ppt第1讲原子结构(含选修3)编辑ppt最新展示1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。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.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。(选修3)4.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。(选修3)

热点定位1.辨析同位素、同素异形体、同分异构体。2.组成原子微粒的电性、电量和质量关系。3.原子核外电子排布及电子排布图的书写。(选修3)

编辑ppt一、核素1．原子(1)表示：表示一个

为A，

为Z的原子。质量数质子数编辑ppt(2)有关粒子间的关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋

②质子数＝

＝中性原子的核外电子数③阳离子：质子数＝核外电子数

电荷数；阴离子：质子数＝核外电子数

电荷数。中子数(N)＋－核电荷数编辑ppt2．元素、核素、同位素(1)概念①核素：具有一定数目的

和一定数目的

的一种原子。②同位素：

相同而

不同的同一元素的不同核素，互称为同位素。③元素：具有相同

的同一类原子的总称。质子中子质子数中子数核电荷数编辑ppt(2)三者关系编辑ppt(3)同位素的两个特征①同一元素的各种同位素的化学性质

相同，物理性质

。②在天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个数百分数一般是

的。几乎完全不同不变编辑ppt(4)重要的核素①用以制造氢弹的是：

、

；②原子弹的核燃料是：

；③考古时用于测定文物年代的是：

。编辑ppt1.元素周期表中的相对原子质量指的是核素的还是元素的相对原子质量？【提示】应为元素的相对原子质量，是元素各核素的平均相对原子质量。编辑ppt二、核外电子排布1．运动特征(1)小：

。(2)快：

。(3)轻：

。(4)电子运动的轨迹：不能测定。运动的空间范围小运动速率快质量轻编辑ppt2．电子层的表示方法及各电子层间的关系电子层数(n)1234567符号

电子层能量的关系(由低到高)

电子层离核远近的关系(由近到远)

K<L<M<N<O<P<QK、L、M、N、O、P、QKLMNOPQ编辑ppt3.原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽先排布在

的电子层里。(2)每个电子层最多容纳的电子数为

。①最外层最多容纳电子数不超过

(K层为最外层时不超过

)。②次外层最多容纳的电子数目不超过

，倒数第三层不超过

。能量较低2n2821832编辑ppt2．核外电子排布的几条规律之间有怎样的关系？以19号元素K的原子结构示意图为例来说明。【提示】核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。第①、②条是对第(2)条的限制。如钾原子由于受第①条限制，最外层不能超过8个，故原子结构示意图为 .编辑ppt三、基态原子的核外电子排布及表示方法(选修3)1．能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层(n)符号一二三四…KLMN…能级(l)…最多容纳…电子数1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f22626102610142818322n2编辑ppt2.原子轨道(1)s电子的原子轨道呈

，ns能级上各有1个原子轨道。(2)p电子原子轨道呈

，np能级各有

个原子轨道，相互垂直。(3)nd能级各有

个原子轨道。(4)nf能级有

个原子轨道。球形对称纺锤形357编辑ppt3．构造原理编辑ppt4．原子核外电子排布的原理(1)能量最低原理：原子的核外电子排布遵循

，使整个原子的能量处于最低状态。(2)泡利原理：1个原子轨道里最多容纳

电子，且自旋方向相反。(3)洪特规则内容：电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先

，且自旋方向相同。构造原理单独占据一个轨道2个编辑ppt特例：有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在

(如p6和d10)、

(如p3和d5)和

(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如：半充满全充满全空编辑ppt编辑ppt5．基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：

。②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：

。1s22s22p63s23p64s1[Ar]4s1编辑ppt(2)电子排布图每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如基态氯原子的核外电子排布图可表示为：编辑ppt编辑ppt2．(2009年上海单科)9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 (

)A．0.2mol中子 B．0.4mol电子C．0.2mol质子 D．0.4mol分子【解析】由反应方程式：2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，可知9.2g金属钠完全反应产生0.2molD2，一个D原子中含1个质子、1个电子、1个中子，故选B。【答案】

B编辑ppt3．(2009年全国卷Ⅱ)某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是(

)A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核内有63个质子D．它的一种同位素的核内有89个中子编辑ppt【解析】根据题意，用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，63－2－8－8－18－18＝9，属于第六周期从左到右的第9种元素，而第六周期中包含镧系，所以它属于副族，A、B均正确；因原子核外电子数等于质子数，C正确；因其两种同位素的百分含量相同，且平均相对原子质量为152.0，所以两种同位素的相对原子质量一个比152.0大，一个比152.0小，即中子数一个比89大，一个比89小，D错误。【答案】

D编辑ppt4．(2009年上海单科)以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是 (

)编辑ppt【解析】

A、B、C三个选项只是表达出氦原子核外有2个电子，而D项能详尽地描述出电子的运动状态。【答案】

D编辑ppt一、原子的组成1．原子的组成编辑ppt2．“三同”比较同分异构体同素异形体同位素概念分子式相同，结构不同的化合物之间互为同分异构体同种元素组成结构不同的单质之间互为同素异形体质子数相同，中子数不同，同一元素的不同原子间互为同位素对象一般为有机化合物之间单质之间原子之间化学性质可能相似也可能不同相似，一定条件下可以相互转变几乎完全相同实例CH3COOH与HCOOCH3金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3编辑ppt3.相对原子质量(1)核素的相对原子质量一个原子的实际质量(kg)与 C原子的实际质量(kg)的 相比，所得比值叫做该原子的相对原子质量。编辑ppt(2)元素的相对原子质量①概念：元素的相对原子质量是该元素所含的天然的稳定的各核素相对原子质量的平均值。②计算＝M1×x1%＋M2×x2%＋…＋Mi×xi%Mi代表各核素的相对原子质量，xi%代表各天然核素的原子百分数。编辑ppt【应用指南】

(1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等。(2)有质子的微粒不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。(4)计算时，用质量数可以代替相对原子质量。编辑ppt编辑ppt【思路点拨】

(1)先确定核素X的质子数，再确定HmX分子中质子数；(2)HmX的相对分子质量可以用各原子的质量数计算。编辑ppt【答案】

A编辑ppt【拓展训练】

1.下列叙述错误的是 (

)A．13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B．1H和2H是不同的原子，它们的质子数相等C．6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等D．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等编辑ppt【解析】一个原子中，核电荷数(Z)与核内质子数、核外电子数、质量数(A)及中子数(N)之间的关系为：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)而具有相同的核电荷数(Z)，不同的质量数(A)(即具有相同的质子数，不同的中子数)的一类原子互称同位素。13C和14C是C的不同核素，互称同位素。1H和2H则是H的不同核素，它们属于同一种元素、质子数也相等。6Li和7Li是Li的不同核素，它们的电子数相等，但中子数不等，14C和14N是不同的元素，其质量数相等，但由于质子数不等，它们的中子数也不等。【答案】

C编辑ppt2．在一定条件下，完全分解下列某化合物2g，产生氧气1.6g，此化合物是 (

)编辑ppt【答案】

B编辑ppt二、短周期元素原子的特殊电子排布及等电子微粒归纳1．1～20号元素原子的特殊电子层排布(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；编辑ppt(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；(5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：Li、P；(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；编辑ppt(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Mg；(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：S；(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。编辑ppt2．核外电子数相等的粒子(1)10电子微粒①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4②阳离子：Mg2＋、Na＋、Al3＋、 、H3O＋③阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、编辑ppt(2)18电子微粒①分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2、CH3CH3、CH3OH、N2H4、CH3F、CH3—NH2②阳离子：K＋、Ca2＋③阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－、O编辑ppt【应用指南】若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是①两种原子(同位素)；②两种分子；③两种阳离子且带电荷数相同；④两种阴离子且带电荷数相同。编辑ppt

通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列4种微粒：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：________________________________________________________________________。编辑ppt【思路点拨】列举出10个电子的分子，阳离子和阴离子―→依据题给信息筛选出符合题意的微粒―→按要求回答问题。编辑ppt【名师解析】常见的10电子分子有H2O、NH3、CH4、HF等，常见的10电子阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH，常见的10电子阴离子有F－、OH－，根据“B溶于A后所得的物质可电离出C和D”，可推出A为H2O、B为NH3、C为NH、D为OH－，再根据A、B、E反应后可得C和一种白色沉淀，可推出E为Mg2＋或Al3＋，从而得出答案。编辑ppt【答案】

(1)H2O

NH3

NH

OH－(2)Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH[或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2NH]编辑ppt【拓展训练】

3.今有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍。A和B分别是 (

)A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子D．碳原子和铝原子编辑ppt【解析】本题考查了原子核外电子的排布。设原子A的L、M两层电子数分别为x、y，依题意，A、B两原子的电子层结构为

K

L

MA2x

yB22x

y＋3编辑ppt原子B的M层至少有3个电子，因而其L层的电子数必然是8个，求得x＝4。对原子A来说，L层有4个电子时只能是最外层，即y＝0，y＋3＝3。因此，这两个原子核外电子排布为：

K

L

MA240B283【答案】

D编辑ppt三、基态原子核外电子运动状态的表示方法(选修3)2．电子式，如 。3．原子结构示意图，如。编辑ppt4．电子排布式。用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。如1s22s22p4、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p64s2、1s22s22p63s23p63d64s2分别是O、Al、Ca、Fe原子的电子排布式。编辑ppt电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加括号来表示，以简化电子排布式。如碳、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p2、[Ne]3s1、[Ar]4s2。如果在原子的核外电子排布式中省去“原子实”，剩下的部分称为外围电子(价电子)排布式。如氯、钒(23号)、铜(29号)的­­电子排布式分别为1s22s22p63s23p5、1s22s22p63s23p63d34s2、1s22s22p63s23p63d104s1，用“原子实”的形式分别表示为[Ne]3s23p5、[Ar]3d34s2、[Ar]3d104s1，其外围电子(价电子)排布式分别为3s23p5、3d34s2、3d104s1。编辑ppt5．电子排布图将每一个原子轨道用1个方框或圆圈表示，在方框或圆圈内标明基态原子核外电子分布的式子称为电子排布图。例如，O、Na的轨道表示式分别为：编辑ppt 【应用指南】

(1)以Al原子为例，电子排布式中各符号、数字的意义为：编辑ppt(2)以Al原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义为：编辑pptA、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(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________；(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的元素符号为______；(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__________________；编辑ppt(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，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__________________。【名师解析】

(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，可见该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。编辑ppt(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Fe。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。【答案】

(1)N

(2)Cl

K(3)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1编辑ppt【温馨提示】

(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误。编辑ppt(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n－1)d,np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正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。【拓展训练】4.下列元素的原子的电子排布式各违背了哪一规律？编辑ppt【解析】

(1)对于C原子来说，2p有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋方向相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则。(2)根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc来说，最后3个电子应先排满4s，再排3d，应为1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原则。(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。【答案】

(1)洪特规则(2)能量最低原则(3)泡利不相容原理编辑ppt1．(2010年莱芜质检)简单原子的原子结构可用下图所示方法形象表示：编辑ppt其中●表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是 (

)A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体C．①②③是三种化学性质不同的微粒D．①②③具有相同的质量数【解析】①②③分别为H、H、H，三者互为同位素；同位素原子之间物理性质不同，化学性质几乎完全一样；中子数不同，质子数相同，即质量数不同。【答案】

A编辑ppt2．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为 。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是

(

)编辑ppt【解析】从A项到D项，原子最外层电子数依次为8、4、2、7，故D项符合题意。【答案】

D编辑ppt3．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层最多能多10个，则此电子层是 (

)A．K层 B．L层C．M层 D．N层编辑ppt【解析】

n层作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以(n－1)层应为8个电子，为L层，则n层为M层；若n层为次外层，其次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明为M层。【答案】

C编辑ppt4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是

(

)A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C．2p轨道上只有三个未成对的电子的X原子与3p轨道上只有三个未成对的电子的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子编辑ppt【解析】

A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的为Be，两者化学性质不相似；B项X原子为Mg，而N层上有2个电子的有多种元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相同；C项为同主族的元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的有ⅠA族元素的原子，还有过渡元素中一些元素的原子，如Cr、Cu，故性质不一定相似。【答案】

C编辑ppt5．五种元素的原子电子层结构如下：A．1s22s22p63s23p63d54s2；B．1s22s22p63s2；C．1s22s