考点18原子结构与性质（核心考点精讲精练）-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（新高考）（原卷版）

考点18原子结构与性质目录TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真题考点分布 12.命题规律及备考策略 1 2考法01原子结构与核外电子运动规律 2考法02电离能、电负性 7 111.高考真题考点分布考点内容考点分布核外电子排布2024·广东卷第3题，2分；2024·湖北卷第12题，3分；2024·北京卷第1题，3分；2024·上海卷第2题，3分；2024·河北卷第8题，3分；2023湖南卷第2题，3分；2023·江苏卷第5题，3分；2022·北京卷第3题，3分；2022·天津卷第10题，3分；2022浙江1月卷第7题，2分原子核外电子运动状态2024·江苏卷第4题，3分；2024·甘肃卷第2题，3分；2024·山东卷第3题，3分；2023·北京卷第2题，3分；2023浙江1月卷第3题，2分；2022·海南卷第5题，2分；2022浙江六卷第7题，2分；2022·北京卷第2题，3分；电负性与电离能2024·吉林卷第11题，3分；2024·广东卷第12题，4分；2024·甘肃卷第5题，3分；2024·全国卷第11题，6分；2024·湖北卷第9题，3分；2024·浙江6月卷第10题，2分；2023·全国乙卷第10题，6分；2023·全国甲卷第11题，6分；2023·天津卷第5题，3分；2023·福建卷第3题，3分；2023·重庆卷第13题，3分；2023·浙江6月卷第11题，2分；2023·湖南卷6第题，3分；2022·海南卷11第题，2分；2.命题规律及备考策略【命题规律】高频考点从近几年全国高考试题来看，核素、电子排布式、同位素、同素异形体、电负性、电离能仍是高考命题的热点。【备考策略】电离能、电负性大小判断规律在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小特性同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素方法常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：①HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl【命题预测】预计2025年高考会以新的情境载体考查电负性、电离能、化学用语等知识，题目难度适中。考法01原子结构与核外电子运动规律1．原子结构(1)构成微粒及作用eq原子\o\al（(A,Z)Xeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子Z个——决定元素的种类,中子(A－Z)个\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在质子数确定后,决定原子种类)))——同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质))(2)微粒间的数量关系①原子：质子数(Z)＝＝；②阳离子的核外电子数＝－所带的电荷数；③阴离子的核外电子数＝＋所带的电荷数；④质量关系：质量数(A)＝(Z)＋(N)。(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不同，相同，化学性质，物理性质。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eq\o\al(1,1)H：名称为氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名称为氘或重氢；eq\o\al(3,1)H：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eq\o\ar(235,92)Ueq\o\ar(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\ar(18,8)O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子【易错辨析】(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C原子质量的eq\f(1,12)的比值，其近似值可用质量数代替。(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%。其近似值是用各核素质量数算出的平均值，即Ar(Cl)≈35×a%＋37×b%。3．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。(1)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。4．基态与激发态原子光谱(1)基态原子：处于的原子。激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会到较高能级，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或不同的光，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。5．原子核外电子排布的规范书写(1)排布原则①：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。②：一个原子轨道中最多只能容纳电子，且它们的自旋状态。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。③：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。【易错提醒】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价电子轨道表示式请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)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.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()7.Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6()8.22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理()9.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布()10.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考向01考查核素、同位素、同素异形体【例1】（2024·湖南衡阳·一模）下列说法不正确的是()A．32S和34S互为同位素B．C70和纳米碳管互为同素异形体C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体D．C3H6和C4H8一定互为同系物【思维建模】四同的比较eq\o(\s\up11(比较),\s\do4(概念))定义对象分子式结构性质同位素质子数相同、中子数不同的核素(原子)互称为同位素核素(原子)符号表示不同，如：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H电子排布相同，原子核结构不同物理性质不相同，化学性质相同同素异形体同一元素组成的不同单质单质元素符号表示相同，分子式可不同，如：金刚石和石墨、O2和O3单质的组成或结构不同物理性质不同，化学性质相似同分异构体分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体化合物相同不同物理性质不同，化学性质不一定相同同系物结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物化合物不相同相似物理性质不同，化学性质相似考向02考查核外电子排布规律【例2】（2024·江苏无锡·二模）下列说法正确的是()A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族B．d区元素的原子一定都有d轨道电子C．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素【对点1】（2024·浙江杭州·模拟预测）下列说法不正确的是A．和互为同位素 B．石墨烯和丙烯互为同系物C．氧气和臭氧互为同素异形体 D．乙酸甲酯和甲酸乙酯互为同分异构体【对点2】（2024·河南郑州·一模）X、Y、Z、W、P五种元素，其核电荷数依次增大。X基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等；Z原子的核外电子有8种运动状态；Z与W元素位于同一族；P原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法正确的是()A．基态X原子最外层有三个未成对电子B．Y基态原子的轨道表示式：C．P原子的价电子排布为4s1D．P单质分别与Z、W单质反应，产物中P的化合价一定相同考法02电离能、电负性1.电离能（1）第一电离能：气态电中性基态原子一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。符号：，单位：。（2）变化规律同周期元素从左到右，元素第一电离能呈趋势，原因是同周期元素从左到右，核电荷数增大，原子半径减小，原子失去电子越来越困难。同一主族元素从上到下，元素第一电离能逐渐。同种原子逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3…)。元素XYZ电离能/(kJ·mol－1)I1738578496I2141518174562I3773327456912I410540115759543I5136301483013353I6179951837616610I7217032329320114（3）电离能的应用判断元素的金属性和非金属性强弱一般来说，I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。判断元素核外电子的分层排布情况如Li：I1≪I2<I3表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L)上，且最外层上只有一个电子判断元素在化合物中的化合价如K：I1≪I2<I3表明K原子易失去1个电子形成＋1价阳离子2．电负性（1）电负性是元素的原子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子的能力越。（2）以最活泼的非金属元素氟的电负性为作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。（3）变化规律①金属元素的电负性一般1.8，非金属元素的电负性一般1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。②在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐，同主族从上到下，元素的电负性逐渐。（4）电负性的三大应用①判断元素金属性与非金属性的强弱：金属元素的电负性一般1.8，金属元素的电负性越，金属元素越；非金属元素的电负性一般1.8，非金属元素的电负性越，非金属元素越。②判断元素在化合物中的价态：电负性大的元素易呈现价；电负性小的元素易呈现价。③判断化学键类型：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是键；电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是键。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大()2．元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强()3．元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱()4．元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强()5．同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小()考向01考查电离能、电负性的递变规律【例1】（2024·河北邯郸·一模）工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是()A．半径大小：r(Al3＋)<r(Na＋)B．电负性大小：χ(F)<χ(O)C．电离能大小：I1(O)<I1(Na)D．碱性强弱：NaOH<Al(OH)3【思维建模】元素第一电离能的周期性变化规律一般规律同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能考向02考查电离能、电负性的应用【例2】（2024·江苏南京·一模）下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。I1I2I3I4……R7401500770010500下列关于元素R的判断中一定正确的是()A．R的最高正价为＋3价B．R元素位于元素周期表中第ⅡB族C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2【对点1】（2024·山东德州·模拟）已知X、Y是短周期的两种主族元素，下列有关比较或说法中一定正确的是()选项条件结论A若原子半径：X>Y原子序数：X<YB化合物XnYm中X显负价元素的电负性：X>YC若价电子数：X>Y最高正价：X>YD若X、Y最外层电子数分别为1、7X、Y之间一定能形成离子键【对点2】（2024·江苏宿迁·模拟）根据下表中五种元素的电离能(单位：kJ·mol－1)数据，下列说法不正确的是()电离能元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A.T的氯化物最可能的化学式为TCl3B．氦元素最有可能与Q元素位于同一族C．在周期表中，最可能处于同一族的是R和UD．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li1．（2024·辽宁·模拟预测）下列化学用语表示正确的是A．中子数为6的硼原子：B．溴乙烷的空间填充模型C．的模型D．基态的价电子轨道表示式：2．（2023·湖北·模拟预测）硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]3．（2024·广西贺州·一模）Pu和均是放射性元素，下列有关同位素热源：和的说法错误的是A．的中子数为126 B．的质量数为238C．的核外电子数为210 D．与互为同位素4．（2024·湖北武汉·二模）常用于放射性治疗和放射性示踪技术，下列关于的说法正确的是A．中子数为78 B．核外电子排布式为C．常温下为紫黑色固体 D．和互为同素异形体5．（2024·广东肇庆·期末）科学家对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于Pt的说法正确的是A．Pt和Pt的质子数相同，互称为同位素B．Pt和Pt的中子数不同，互称同素异形体C．Pt和Pt的核外电子数相同，是同一种粒子D．Pt和Pt的质量数不同，不能互称为同位素6．（2024·江苏徐州·期末）元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如S24、S6、S8等，用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO2可用来生产H2SO4，硫酸及硫酸盐是重要化工原料；H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为-1)，是制取多种硫化物的原料；用SO2与SeO2(白色晶体)的水溶液反应可制备硒，硒(34Se)是一种半导体材料。碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。下列说法正确的是A．S2、S4、S6、S8互为同位素B．SO2中S原子杂化轨道类型为sp2C．34Se核外电子排布式为24D．H2S和H2O的空间构型相同，且均为非极性分子7．（2024·江苏南京·模拟预测）对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是A．电离能大小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：H2S>H2O>NH3C．酸性强弱：H2SO3>HNO3>H2CO3 D．半径大小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-)8．（2024·广东·三模）中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平，近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法不正确的是A．石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨B．第一电离能：C．X射线衍射实验可确定石墨烯的晶体结构D．硅和锗都位于金属和非金属元素分界线处，属于过渡元素9．（2024·河北·三模）、、与形成的某种化合物是蛋白质代谢分解的终产物，结构如图所示，工业上常用和在一定条件下合成。下列判断错误的是A．键角：B．电负性：C．原子半径：D．价电子数：10．（2024·安徽安庆·模拟预测）一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示，其中短周期元素X、Q、Z、Y、W原子序数依次增大，X和W同主族但不相邻，Q、Z、Y为相邻元素，Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的二倍，下列说法错误的是A．和均为极性分子 B．第一电离能：Z＞Y＞QC．原子半径：Q＞Z＞Y D．W与Y形成的化合物中只含离子键11．（2024·安徽·模拟预测）某粒子的结构式如图，其中X、Y、Z为原子序数依次增大的三种短周期元素，X与氢元素可形成电子数为10的四核化合物，Y的核外电子总数是内层电子总数的4倍，Z元素的主族数与周期数相差4，且在本周期中原子半径最小。下列说法正确的是A．电负性：X＞Y＞ZB．离子半径：Z＞Y＞XC．X、Y、Z的最简单气态氢化物中，Z的气体氢化物沸点最高D．Y与Z可以形成多种酸根离子12．（2024·广东·三模）某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基态X原子的价电子排布式为，下列说法正确的是A．原子半径：B．基态原子的第一电离能：C．该阴离子中含有8个键D．由W、Y、Z构成的化合物不可能为离子化合物13．（2024·广东·三模）3月21日，中国发射的鹊桥2号中继星成功进入预定轨道，将为后续的嫦娥6号月球采样任务提供支持。在航空航天发展中应用广泛的X、Y、Z、M、E5种元素，原子序数依次增大，且分布在短周期中。仅有X、E同族，X的同素异形体有多种，其中一种为自然界中硬度最大的固体。Y的基态原子价层p轨道有2个未成对电子，Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1，只可电解M的氧化物获得M单质。下列说法正确的是A．简单氢化物沸点：X>Y>EB．第一电离能：Z>M>EC．常温下，等浓度最高价氧化物对应水化物溶液的pH：Z>M>ED．X、E最高价氧化物的晶体类型相同14．（2024·河北沧州·三模）原子序数关系：①，②，③，某离子化合物的结构如下图所示，下列说法不正确的是A．电负性：B．铝与K、N、O的最高价氧化物对应的水化物均能发生反应产生氢气C．该离子化合物中，并非所有元素均满足8电子的稳定结构D．第一电离能：15．（2024·安徽合肥·三模）某离子液体结构中，Q、R、T、X、Y和Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态T原子和Y原子最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z质子数均为奇数且和为22，下列说法正确的是A．第一电离能：B．X、Y、Z可形成既含离子键又含共价键的化合物C．该阴离子含有共价键、配位键D．该物质的熔点高于NaZ1．（2024·北京卷）我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。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，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是A．的原子核内有21个中子B．的半衰期长，说明难以失去电子C．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间D．从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化2．（2024·湖北卷）在超高压下转化为平行六面体的分子(如图)。下列说法错误的是A．和互为同素异形体 B．中存在不同的氧氧键C．转化为是熵减反应 D．常压低温下能稳定存在3．（2024·河北卷）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是选项实例解释A原子光谱是不连续的线状谱线原子的能级是量子化的B键角依次减小孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力C晶体中与8个配位，而晶体中与6个配位比的半径大D逐个断开中的键，每步所需能量不同各步中的键所处化学环境不同4．（2024·甘肃卷）下列化学用语表述错误的是A．和的最外层电子排布图均为B．和的电子式分别为和C．的分子结构模型为D．、和互为同位素5．（2024·山东卷）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．分子的球棍模型：C．激发态H原子的轨道表示式：D．键形成的轨道重叠示意图：6．（2024·湖北卷）主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是A．电负性： B．酸性：C．基态原子的未成对电子数： D．氧化物溶于水所得溶液的7．（2024·全国卷）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数，化合物可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是A．X和Z属于同一主族B．非属性：C．气态氢化物的稳定性：D．原子半径：8．（2024·广东卷）一种可为运动员补充能量的物质，其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，则A．沸点： B．最高价氧化物的水化物的酸性：C．第一电离能： D．和空间结构均为平面三角形9．（2024·全国卷）我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于溶液D．中提供电子对与形成配位键10．（2024·江苏卷）我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是A．O B．P C．Ca D．Fe11．（2023·浙江卷）X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是A．第一电离能：B．电负性：C．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：D．与水反应生成产物之一是非极性分子12．（2023·湖南卷）日光灯中用到的某种荧光粉的