文档内容
考点 18 原子结构与性质
目录
.............................................................................................................................................1
1.高考真题考点分布...................................................................................................................................1
2.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
...........................................................................................................................................11
1.高考真题考点分布
考点内容 考点分布
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；
核外电子排布
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
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；
原子核外电子 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
运动状态 分；
2022浙江六卷第7题，2分；2022·北京卷第2题，3分；
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；
电负性与电离 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
能 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
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
特性
电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素
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
方法 为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；②Al O 是离子化合物、AlCl 是共价化
2 3 3
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
(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
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D 表示，名称为氘或重氢；
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 U C H H 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 A(Cl)＝
r
A(35Cl)×a%＋A(37Cl)×b%。其近似值是用各核素质量数算出的平均值，即A(Cl)≈35×a%＋37×b%。
r r r
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 Cr 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p63d54s1 ， 而 不 是
24
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. Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
22
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．C 和纳米碳管互为同素异形体
70
C．CHClCH Cl和CHCHCl 互为同分异构体
2 2 3 2
D．C H 和C H 一定互为同系物
3 6 4 8
【思维建模】四同的比较
\s\up11(
定义 对象 分子式 结构 性质
比较)
质子数相同、中子数 电子排布相 物理性质不相
核素 符号表示不同，如：
同位素 不同的核素(原子)互 同，原子核结 同，化学性质相
(原子) H、H、H
称为同位素 构不同 同
元素符号表示相同，
同素异 同一元素组成的不同 分子式可不同，如： 单质的组成或 物理性质不同，
单质
形体 单质 金刚石和石墨、O 和 结构不同 化学性质相似
2
O
3
分子式相同，结构不 物理性质不同，
同分异 化合
同的化合物互称为同 相同 不同 化学性质不一定
构体 物
分异构体 相同
结构相似，分子组成
化合 物理性质不同，
同系物 上相差若干个CH 原 不相同 相似
2 物 化学性质相似
子团的有机物
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4s1
D．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IY 原子序数：XY
n m
C 若价电子数：X>Y 最高正价：X>Y
D 若X、Y最外层电子数分别为1、7 X、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
I I I I
1 2 3 4
元素代号
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
A.T的氯化物最可能的化学式为TCl
3
B．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U
D．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li
1．（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238
C． 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。O 可用作氢氧燃料
2
电池的氧化剂；O 具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如S 、S、S 等，用硫黄熏蒸中药
3 2 4 6 8
材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO 可用来生产HSO ，硫酸及硫酸盐是重要化工原料；HS是一
2 2 4 2
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SO 与SeO(白色晶体)的水溶液
2 2
反应可制备硒，硒( Se)是一种半导体材料。碲( Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔
34 52
的发展前景，工业上以电解强碱性NaTeO 溶液制备Te。下列说法正确的是
2 3
A．S、S、S、S 互为同位素
2 4 6 8
B．SO 中S原子杂化轨道类型为sp2
2
C． Se核外电子排布式为 2 4
34
D．HS和HO的空间构型相同，且均为非极性分子
2 2
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：I(N)>I (O)>I (S) B．沸点高低：HS>HO>NH
1 1 1 2 2 3
C．酸性强弱：HSO >HNO >H CO D．半径大小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-)
2 3 3 2 3
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＞Q
C．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＞Z
B．离子半径：Z＞Y＞X
C．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、E 5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 > E
B．第一电离能：Z > M > E
C．常温下，等浓度最高价氧化物对应水化物溶液的pH：Z > M > E
D．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NaZ
1．（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
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电
B 键角依次减小
子对之间的斥力
晶体中 与8个 配位，而 晶体中
C 比 的半径大
与6个 配位
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．Fe
11．（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主要成分为3W(ZX)·WY。已知：X、Y、Z和W为
3 4 2 2
原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相
等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是
A．电负性：X>Y>Z>W
B．原子半径：X
