考点07原子结构与核外电子排布

考点07原子结构与核外电子排布【学业要求】1.知道元素、核素、同位素的含义。2.了解1～18号元素的原子核外电子的排布，并能用原子结构示意图表示原子和简单离子。【考点梳理】一、原子核的构成、核素、同位素1．原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。2．质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。3．原子的表示符号：eq\o\al(A,Z)X表示质子数是Z，质量数为A的一种X原子。4．存在数据关系(1)质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(2)电性关系：原子：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数；阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数；阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。5．核素和同位素(1)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。(2)同位素：质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。二、原子核外电子的排布电子层数1234567符号KLMNOPQ离核距离近→远能量高低低→高(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层数)。(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时最多不超过2个)；次外层电子数不超过18个；倒数第三层不超过32个。(3)核外电子总是先排布在能量最低的电子层上，然后由里往外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层，排满L层再排M层，依此类推)。【真题演练】(2023.江苏合格考真题)我国研发出高功率全钒液流电池。钒(V)的一种核素为V，“51”表示该核素的A.质量数 B.质子数 C.中子数 D.电子数【答案】A【解析】【详解】元素左下角数字表示原子序数（等于质子数、核外电子数），左上角数字表示质量数（质子数与中子数之和），A正确；故选A。(2022.江苏合格考真题)犹记2008夏的热烈，拥抱2022冬的激情。北京冬奥会全部场馆将100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电，着力打造“绿色冬奥”。太阳能电池材料常使用晶体硅。质量数为28的硅原子可以表示为A.Si B.Si C.Si D.Si【答案】C【解析】【详解】元素符号的左上方为质量数，左下方为质子数，Si的质子数为14，质量数为28的硅原子可以表示为，故选C。(2021.江苏合格考真题)2020年11月，嫦娥五号在长征五号火箭的助推下成功发射，火箭采用液氢、液氧等无毒无污染推进剂。嫦娥五号首次实现在月球上动态展示五星红旗(如图)，并带着“月壤”从地外天体起飞返回地球。旗开月表，五星闪耀。“月壤”中含有He，该原子的中子数是A.1 B.2 C.3 D.5【答案】A【解析】He中质量数为3，质子数为1，中子数=质量数质量数，He的中子数是1，故答案为：A。例4.(2020.江苏合格考真题)联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”，以纪念门捷列夫发现元素周期律150周年。元素周期律把元素及其化合物纳入一个统一的理论体系，为系统研究元素及其化合物提供了科学方法，为发现和探索新元素、新物质提供了有效思路。①为纪念门捷列夫，科学家将1955年人工合成的一种新元素用符号“Md”表示，中文命名为“钔”。核素Md的质量数为（）A.101B.157C.258D.359②Mg和Si都属于元素周期表第3周期元素，它们原子结构中相同的是（）A.质子数B.电子层数C.核外电子数D.最外层电子数【答案】①.C②.B【解析】①核素Md左上角的阿拉伯数字代表的是质量数，故其质量数是258，故选：C。②同一周期具有相同的电子层数，Mg和Si都属于元素周期表第3周期元素，它们原子结构中相同的是电子层数，故选：B。【核心归纳】1．元素、核素、同位素的概念辨析元素核素同位素概念具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素范围宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态微观概念，对某种元素的一种原子而言微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类特性主要通过形成的单质或化合物来体现不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同实例氢元素、氧元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(24,12)Mg是不同的核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H为氢元素的同位素2．氢元素的三种核素比较eq\o\al(1,1)H(氕)eq\o\al(2,1)H(氘)eq\o\al(3,1)H(氚)俗称－重氢超重氢符号HDT质子数111中子数0122．典型微粒的原子核外电子数(1)核外电子数相同的微粒核外电子总数为10的微粒核外电子总数为18的微粒核外电子总数及质子总数都相同的离子分子Ne、HF、H2O、NH3、CH4Ar、F2、HCl、H2S、PH3、SiH4、CH3OH、H2O2阳离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋K＋、Ca2＋Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋阴离子N3－、O2－、F－、OH－S2－、Cl－、HS－F－、OH－或Cl－、HS－(2)特殊的微粒前18号元素原子结构的特殊性：(1)原子核中无中子的原子：eq\o\al(1,1)H；(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na；(3)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He；(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；(5)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al；(6)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be；电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li；(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P；(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S；是电子层数3倍的元素：O。【过关检测】1．（2023秋·江苏常州·高二江苏省前黄高级中学校考学业考试）（Ac的中文名“锕”）是一种医用放射性同位素，在治疗癌症方面有重大作用。下列关于的说法中，正确的是A．质子数为225 B．中子数为89C．核外电子数为136 D．质子数与中子数之和为225【答案】D【解析】原子符号的左上角表示原子的质量数，左下角表示原子的质子数，质子数+中子数=质量数，质子数=核电荷数=原子核外电子数，则中质量数为225，质子数=核外电子数=89，中子数=质量数质子数=22589=136。根据上述分析可知D项正确，答案选D。2．（2023·江苏扬州·高二扬州中学校考学业考试）Na和S都属于元素周期表第3周期元素，它们原子结构中相同的是A．质子数 B．核外电子数C．电子层数 D．最外层电子数【答案】C【解析】A．Na的质子数为11，而S的质子数为16，则质子数不等，故A错误；B．Na的核外电子数为11，而S的核外电子数为16，则核外电子数不等，故B错误；C．Na和S都属于元素周期表第3周期元素，原子核外电子层数均为3，故C正确；D．Na原子最外层电子数为1，而S原子最外层电子数为6，则原子最外层电子数不等，故D错误；答案为C。3．（2023秋·江苏南通·高二海安高级中学校考学业考试）核素的核外电子数是A．56 B．30 C．82 D．26【答案】D【解析】核素的核外电子数等于质子数，质子数是在符号左下边，即质子数为26，故D符合题意。综上所述，答案为D。4．（2023·江苏连云港·高二统考学业考试）O常用作“示踪原子”。下列关于O的说法正确的是A．质子数是8 B．电子数是10C．中子数是18 D．质量数是26【答案】A【解析】A．O左下角的数字8代表质子数，即质子数是8，A正确；B．电子数=质子数=8，B错误；C．O的质量数是18，中子数=质量数质子数=198=10，C错误；D．O左上角的数字18代表质量数，即质量数是18，D错误；故选：A。5．（2023秋·江苏苏州·高一校考期中）提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿 B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔 D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔【答案】D【解析】1803年道尔顿提纯“道尔顿原子论”：原子是一个坚硬的实心小球；1904年汤姆生提出“葡萄干布丁”模型：原子是一个带正电荷的球，电子镶嵌在里面，原子好似一块“葡萄干布丁”；1911年卢瑟福提出行星模型：原子的大部分体积是空的，电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转；1913年玻尔模型电子不是随意占据在原子核的周围，而是在固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁到另一个层面时，原子便吸收或释放能量；综上所述排序为道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔，故选D。6．（2023春·江苏南通·高一统考阶段练习）我国科研人员成功合成新核素锕−204()。锕−204的中子数为A．89 B．115 C．204 D．293【答案】B【解析】A．新核素锕−204()，则质子数为89，故A错误；B．新核素锕−204()，则质子数为89，中子数＝204−89＝115，故B正确；C．新核素锕−204()，则质量数为204，故C错误；D．新核素锕−204()，则质量数为204，质子数为89，故D错误。综上所述，答案为B。7．（2016春·江苏南通·高二学业考试）2016年1月《中国科学报》报道，又有113号、115号、117号和118号四种元素被载入元素周期表。其中118号元素的原子符号为Uuo，“294”是指该原子的A．原子序数 B．电子数 C．中子数 D．质量数【答案】D【解析】根据原子结构表示形式，左上角为质量数，故选项D正确。8．（2017春·江苏南通·高二江苏省南通中学校联考学业考试）放射性同位素钬的原子核内的中子数与核外电子数之差是A．32 B．67 C．99 D．166【答案】A【解析】在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和是质量数，而质子数等于核外电子数，所以原子核内的中子数与核外电子数之差是166－67－67＝32，答案选A。9．（2023·江苏南通·高二统考学业考试）工业上可以利用氪的一种同位素进行测井探矿、无损探伤、检查管道泄漏等。这里的85是指A．质子数 B．电子数 C．中子数 D．质量数【答案】D【解析】的质量数为85，质子数为36，故选D。10．（2023秋·江苏连云港·高二校联考学业考试）研究化学反应常用作为示踪原子。该原子的中子数是（

）A．8 B．10 C．16 D．18【答案】B【解析】研究化学反应常用作为示踪原子，原子的中子数=质量数−质子数=18−8=10，故B正确。综上所述，答案为B。【点睛】中子数=质量数−质子数。11．（2023秋·江苏盐城·高二统考学业考试）核素Ni的中子数是A．28 B．63 C．35 D．91【答案】C【解析】原子符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数与中子数的和，则核素Ni的中子数为6328＝35，故合理选项是C。12．（2023秋·江苏南京·高二校联考学业考试）空间站是一种可以提供多名航天员巡防、长期工作和生活的载人航天器。空间站补充的一种方式是通过化学反应来生成。电解水可以生成和，其中可以直接供人类呼吸使用。在一定条件下与人类呼出的反应生成和，然后又可以电解产生。这样就可以形成一个循环的反应链。C和O都属于元素周期表第二周期元素，他们原子结构中相同的是A．质子数 B．电子层数 C．核外电子数 D．最外层电子数【答案】B【解析】C是6号元素，有6个质子和6个核外电子，最外层电子数是4，O是8号元素，有8个质子和8个核外电子，最外层电子数是6，C和O都属于元素周期表第2周期元素，即核外都有2个电子层，所以C和O的质子数、核外电子数和最外层电子数都不同，只有电子层数相同。故选B。13．（2023秋·江苏扬州·高一统考期中）诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔开创了“飞秒化学”的新领域，使运用激光技术、光谱技术观察化学反应时分子中原子的运动成为可能。据此，你认为该技术确定能观察到的是A．化学变化中原子核外电子的变化 B．原子核的内部构成C．化学变化中生成物分子的形成 D．反应中原子核内质子的变化【答案】C【解析】根据题意，该技术可能观察化学反应时分子中原子的运动，则可确定能观察C化学变化中生成物分子的形成，但原子内部结构及运动观察不到，如：A化学变化中原子核外电子的变化、B原子核的内部构成、D反应中原子核内质子的变化；故选C。14．（2023秋·江苏盐城·高一校考期中）原子核内中子数与核外电子数之差为A．14 B．38 C．52 D．90【答案】A【解析】原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数，原子核内中子数为9038=52，核外电子数为38，两者之差为5238=14；故答案选A。15．（2023秋·江苏淮安·高一校考阶段练习）2016年11月国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了人工合成的第113、115、117和118号元素。其中118号元素Og是由美国与俄罗斯科学家合作合成的，其质量数为294。下列说法中，正确的是A．其原子核内中子数和质子数都是118 B．其原子核内中子数为118C．其原子核外电子数为176 D．该原子可表示为Og【答案】D【分析】质量数=中子数+质子数；原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数。【解析】A．中子数=294118=176，质子数为118，两者不等，故A错误；B．中子数=294118=176，故B错误；C．核外电子数=质子数=118，故C错误；D．该原子的质量数为294，质子数为118，可表示为Og，故D正确；故选D。16．（2023·江苏南京·高二南京师范大学附属扬子中学校考学业考试）NO在人体免疫系统中发挥着重要作用。N和O都位于元素周期表第2周期，它们原子结构中相同的是A．质子数 B．电子数 C．电子层数 D．最外层电子数【答案】C【解析】A．N含有7个质子，O含有8个质子，A不符合题意；B．N含有7个电子，O含有8个电子，B不符合题意；C．N和O均有2层电子层，C符合题意；D．N的最外层电子数为5，O的最外层电子数为6，D不符合题意；故选C。17．（2023秋·江苏·高二统考学业考试）是一种人工合成的超重化学元素，其中子数为A．176 B．293 C．117 D．410【答案】A【解析】的质子数是117