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考点 6 原子结构
本考点考查在各微粒数量间的关系，微粒的结构示意图，电子式的表示方法，认识化学键的本质是
原子间的静电作用，能多角度、动态的分析化学键。试题的难度不大，一般属于了解层次。
预测2023年原子结构高考考查力度不是很大，注意有关概念辨析，复习备考时注重原子结构示意图、
电子式的书写及粒子“量”的关系，注意加强核素、同位素的概念辨析和化学键类型与存在的判断。
一、原子结构
二、电子式
原子结构
1．原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
原子(X)
(2)微粒之间的关系
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
(3)微粒符号周围数字的含义
(4)两种相对原子质量
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质量的的比值。一种元素有几种同位
素，就有几种不同核素的相对原子质量。
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)＝A(35Cl)×a%＋A(37Cl)×b%。
r r r
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
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
3．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
(3)核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物
中显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，
在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)任何原子或离子的组成中都含有质子( )
(2)元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的( )
(3)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数( )
(4)U和U是同位素，核反应属于化学变化( )
(5)2H＋核外电子数为2( )
(6)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同( )
(7)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( )
(8)核聚变如 H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×)
(9)Cl与Cl得电子能力几乎相同( )
(10)一种核素只有一种质量数( )
(11)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子( )
(12)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同( )
(13)40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等( )
(14)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素( )
(15)同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同( )
(16)当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个( )
(17)原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强( )
(18)原子核外电子中，最外层上的电子能量最高( )
(19)当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构( )
(20)若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)√ (11)× (12)× (13)× (14)×
(15)× (16)× (17)× (18)√ (19)× (20)√
【典例】
例1 天然铊有两种稳定同位素 Tl和 Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是( )
A． Tl和 Tl质子数相同 B． Tl和 Tl互为同素异形体
C． Tl和 Tl中子数之差为2 D． Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43
【答案】B
【解析】A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，两种核素均为铊元素的核
素，质子数相同，均为81，故A正确；B项，同种元素构成的不同种单质互称为同素异形体，此为两种原子，不是单质，故B错误；C项，中子数=质量数-质子数， Tl的中子数为203-81=122， Tl的中子数
为205-81=124，两者之差为2，故C正确；D项，原子的核外电子数=质子数， Tl的电子数为81，中子
数为205-81=124，两者之差为124-81=43，故D正确。故选B。
例2 “嫦娥五号”顺利将1731g月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的3He。3He是一
种优良的核反应原料，与氘发生核聚变反应，放出巨大的能量： ，下列有关说法正确
的是( )
A．D 和H 互为同位素
2 2
B．等质量的3He和2H具有相同的中子数
C．3He与 发生的核聚变反应属于化学变化
D．3He位于周期表的第1行、第18列
【答案】D
【解析】A项，D和H互为同位素，D 和H 是不同单质，A错误；B项，等质量的3He和2H中子数
2 2
之比为2∶3，B错误；C项，核聚变不是化学反应，C错误；D项，3He属于He元素，是稀有气体，位于
周期表的第1行、第18列，D正确；故选D。
【对点提升】
对点1 钋－210属于极毒性放射性元素，以相同重量来比较，钋－210的毒性是氰化物的2．5亿倍，
只需一颗尘埃大小就足以取人性命，而且没有解毒剂。下列有关210 P 说法正确的是( )
84 O
218 218
A． 84 与 互为同素异形体 B． 84 与 互为同位素
218
C． 84 的质子数为84，中子数为126 D．Po元素的相对原子质量为210
【答案】C
218 218
【解析】A项， 84 与 是同种元素的不同核素，应互为同位素，故A错误；B项， 84 与
218
为两种不同元素的核素，不能称为同位素，故B错误；C项， 84 的质子数为84，中子数为210-
84=126，故C正确；D项，钋-210的近似相对原子质量为210，钋元素的相对原子质量不是210，故D错
误；故选C。对点2 地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当
大，氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素16O、17O和18O，下列有关说法正确的是( )
A．H 和D 互为同分异构体，其化学性质完全相同
2 2
B．HO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．18O 和18O 互为同素异形体，其密度之比为2∶3
2 3
D．电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
【答案】D
【解析】本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念，同分异构体一般指分子式相
同，结构不同的有机物，H 和D 为组成和结构都相同的无机物，A错误；16O、17O、18O互为同位素，
2 2
HO、HO、HO既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O 和18O 互为同素异形体，但只有在同温
2 3
同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；电解一定量的DO时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为
2∶1的D 和18O，其质量之比约为2∶9，D正确。
2 2
【巧学妙记】
(1)原子不一定都有中子，如H。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。
(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有
相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。
(5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。
(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
电子式
1．概念
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
2．书写方法
(1)原子的电子式：将原子的所有最外层电子数在元素符号的周围标出．例如：
氢原子( )、钠原子( )、镁原子( )、铝原子( )、碳原子( )、氮原子( )、硫原
子( )、氩原子( )。
(2)离子的电子式：
①阴离子：在书写阴离子的电子式时，须在阴离子符号的周围标出其最外层的 8个电子(H－为2个电子)，外加方括号，再在括号外的右上角注明阴离子所带的电荷数．例如S2－的电子式为[ ]2－ ，OH－
的电子式为 。
②阳离子；对于简单阳离子，其电子式即为阳离子符号，如钠离子Na＋、镁离子Mg2＋等．对于带正电
荷的原子团，书写方法与阴离子类似，区别在于在方括号右上角标上阳离子所带的正电荷数．如 NH ＋电
4
子式为 。
(3)离子化合物的电子式：在书写离子化合物的电子式时，每个离子都要分开写．如CaCl 的电子式应
2
为 。
(4)用电子式表示化合物的形成过程：先在左边写出构成该化合物的元素原子的电子式，标上“→”，
再在右边写出化合物的电子式．例如：
.. + .. -
离子化合物NaCl的形成过程： Na×+ . . C . l: Na[×.C . l . :]
.. ..
H× +.C
.
l
.
: H ×.C.l. :
共价化合物HCl的形成过程：
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)HCl的电子式： ( )
(2)CO 的电子式：OCO( )
2
(3)NaCl的电子式：NaCl( )
(4)氯化镁的电子式 ( )
(5)过氧化钠的电子式： ( )
(6)氨气的电子式： ( )(7)HClO电子式： ( )
(8)羟基的电子式： ( )
(9)氨基的电子式： ( )
(10) ( )
(11) ( )
(12)1个乙烷分子中存在8对共用电子对( )
(13)PCl 和BCl 分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构( )
3 3
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)× (11)× (12)×
【典例】
例1 下列电子式书写不正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】A项，氯气当中两个氯原子之间是单键，形成1对共用电子对，A正确；B项，水分子中氧
原子还有孤电子对，需要写上，正确的是 ，B错误；C项，氯化氢当中H和Cl之间是单键，形成
1对共用电子对，C正确；D项，二氧化碳当中O和C之间是双键，形成2对共用电子对，D正确；故选
B。
例2 下列表述方法正确的是
A．氯化铵的电子式：
B．二氧化碳的电子式：
C．氯化氢的形成过程：
D．氟化镁的形成过程：
【答案】B【解析】A项，氯化铵是离子化合物，电子式为 ，故A错误；B项，二氧化碳是共价化
合物，含有2个碳氧双键，电子式为 ，故B正确；C项，氯化氢是共价化合物，形成过程为
，故C错误；D项，氟化镁是离子化合物，形成过程为
，故D错误；故选B。
【对点提升】
对点1 下列关于电子式的描述正确的是( )
A． 的电子式： H+
B． 的形成过程： →
C． 的电子式：
D．氨气的电子式：
【答案】D
【解析】A项， 为gongjia化合物，电子式为： ，A错误；B项， 为离子化合
物，形成过程为： ，B错误；C项， 的电子式： ，C
错误；D项，氨气的电子式： ，D正确；故选D。
对点2 下列化学用语正确的是( )
A．H、D、T 互为同素异形体
2 2 2B．M2+核外有a个电子、b个中子，M的核素符号：
C．HO 的电子式：
2 2
D．用电子式表示NaS的形成过程：
2
【答案】B
【解析】A项，同素异形体是由同种元素组成的不同单质，H、D、T 均为氢分子、不互为同素异形
2 2 2
体，A错误；B项，M2+核外有a个电子、则M的质子数为a+2，b个中子，则质量数为a+b+2，M的核素
符号： ，B正确；C项， HO 是共价化合物，不存在离子键。题中所写双氧水的电子式错误，C错
2 2
误；D项， 硫化钠是离子化合物，含离子键、不含共价键，题中所写的用电子式表示NaS的形成过程错
2
误，D错误；故选B。
【巧学妙记】
1．8电子结构的判断方法
(1)经验规律法
①凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。
②原子序数≤5的原子不能形成8电子稳定结构。
(2)试写结构法
判断某化合物中的某原子最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电
子数进行判断，如①COCl 可根据结构式 判断各原子均为8电子稳定结构。②N ，写出其电子式
2 2
，判断两氮原子均满足8电子稳定结构。
2．电子式书写常见的四大误区
3．寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法(1)“10电子”微粒
(2)“18电子”微粒
CH—CH、HN—NH、HO—OH、F—F、F—CH 、CH—OH……
3 3 2 2 3 3
1．“嫦娥五号”成功着陆月球，实现了中国首次月球无人采样返回。月壤中的 可用于于核聚变，
下列说法正确的是
A．3He和4He核外电子数相等 B．3He和4He是同种核素
C．3He和4He中子数相等 D．由3He组成的单质为3He
2
【答案】A
【解析】A项，3He和4He的质子数相同，核外电子数相等，故A正确；B项，3He和4He的质子数相
同，中子数不同，是两种不同的核素，故B错误；C项，3He和4He的质子数相同，中子数不同，故C错
误；D项，稀有气体的单质是单原子分子，故D错误；故选A。
2．重水(2HO)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是( )
2
A．氘(2H)原子核内有1个质子 B．1H与2H是不同的核素
C．1H18O与2H16O的相对分子质量相同 D．1HO与2HO互为同位素
2 2 2 2
【答案】D
【解析】A项，核组成符合左下方数字为质子数，故氘质子数为1，A正确；B项，具有一定数目质子
和一定数目中子的一种原子称为核素，1H与2H质子数相同，中子数不同，是氢元素的不同的核素，B正
确；C项，1H18O的相对分子质量为：1×2+18=20，2H16O的相对分子质量为：2×2+16=20，选项C正确；
2 2
D项，同位素指的是同种元素的不同原子，而1HO与2HO为水分子，选项D错误；故选D。
2 23．我国科学家首次合成的一种过渡金属的新核素Hf，具有延展性，不易被腐蚀，可应用于高科技领
域等特点。185Hf可由180Hf转化而成，下列有关180Hf、185Hf的说法正确的是( )
A．物质的量相等的185Hf与180Hf质量相同
B．核外电子数分别为108、113
C．1 mol180Hf比1 mol185Hf的中子数少5N
A
D．180Hf、185Hf在周期表中的位置不同
【答案】C
【解析】A项，185Hf与180Hf的原子量不同，1mol的质量不同，A错误；B项，核外电子数=质子数
=72，B错误；C项，中子数=质量数-质子数，质子数相同，中子数之差=质量数之差=185-180=5，C正确；
D项，180Hf、185Hf原子序数相同，在周期表中的位置相同，D错误；故选C。
4．金属钛无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生物金属”之称。下列有关 和
的说法中正确的( )
A． 和 中均含有22个中子 B． 和 的化学性质不同
C． 和 互称为同位素 D． 和 为同一核素
【答案】C
【解析】A项， 和 中均含有22个质子而不是中子，A错误；B项， 和 是同种元素的
不同原子，化学性质相同，B错误；C项， 和 质量数不同，但质子数相同，中子数同，互为同位
素，C正确；D项， 和 质子数相同中子数不同，为同一种元素的不同核素，D错误；故选C。
5．由德国重离子研究中心人工合成的第 112 号元素的正式名称为“Copemicium”，相应的元素符号
为“Cn”， 该元素的名称是为了纪念天文学家哥白尼而得名。该中心人工合成 Cn 的过程可表示为： 70Zn
＋208Pb= 277Cn＋ 。下列叙述中正确的是( )
A．上述合成过程属于化学变化
B．由题中信息可知Pb元素的相对原子质量为208
C．Cn元素位于元素周期表的第七周期，是副族元素D． 的原子核内中子数比质子数多165
【答案】C
【解析】A项，化学变化的最小粒子为原子，该反应中原子的种类发生了变化，不属于化学变化，故
A错误；B项，质量数指的是质子与中子质量的和，而不同核素的质量数不同，即一个元素可以有多个质
量数，相对原子质量为各核素的平均相对质量，该Pb元素的质量数为208，元素的相对原子量与原子的相
对原子量和在自然界中的含量有关，故B错误；C项，第118编号元素位于周期表中第七周期、零族，则
112号元素位于第七周期、ⅡB族，故C正确；D项，该原子的中子数=277−112=165，中子数比质子数多
的数目为：165−112=53，故D错误； 故选C。
6．下列化学用语正确的是( )
A．H、D、T 互为同素异形体
2 2 2
B．M2+核外有a个电子、b个中子，M的核素符号：
C．HO 的电子式：
2 2
D．用电子式表示NaS的形成过程：
2
【答案】B
【解析】A项，同素异形体是由同种元素组成的不同单质，H、D、T 均为氢分子、不互为同素异形
2 2 2
体，A错误；B项，M2+核外有a个电子、则M的质子数为a+2，b个中子，则质量数为a+b+2，M的核素
符号： ，B正确；C项， HO 是共价化合物，不存在离子键。题中所写双氧水的电子式错误，C错
2 2
误；D项， 硫化钠是离子化合物，含离子键、不含共价键，题中所写的用电子式表示NaS的形成过程错
2
误，D错误；故选B。
7．重水(D O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是( )
2
A．氘(D)原子核外有1个电子
B．1H与D化学性质几乎完全相同
C．HO与DO互称为同素异形体
2 2
D．1HO与DO的相对分子质量相同
【答案】C
【解析】A项，氘(D)原子为 H，原子核外有1个电子；B项，同位素指同种元素不同种核素间的互称，
1H和D(H)互为同位素，化学性质几乎完全相同；C项，同素异形体指由同一种元素组成的性质不同的单质，
HO和DO均为化合物；D项，1HO和DO的相对分子质量均是20。
2 2
8．核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中不正确的是( )
A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)
B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径
C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用
D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)
【答案】D
【解析】若a＝2，则X为N，若a＝3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知 A、
B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。
9．下列有关化学用语表示正确的是( )
A．NaClO的电子式：
B．质子数为81，中子数为124的铊(Tl)原子： Tl
C．HCN的结构式：H-C=N
D．NaN的电子式：Na
3
【答案】B
【解析】A项，NaClO的电子式为 ，A错误；B项，质子数为81、中子数为124
的Tl原子的质量数为205，表示为 ， B正确；C项，HCN的结构式为H—C≡N，C错误；D项，
NaN的电子式为 ，D错误；故选B。
3
10．有关化学用语的表达不正确的是( )
A．次氯酸的电子式：
B．硫离子的离子结构示意图：
C． 可表示CH 或CCl 分子
4 4D．过氧化钠的形成过程：
【答案】C
【解析】A项，次氯酸中O原子分别与H、Cl共用一对电子，电子式为 ，A正确；B项，
硫离子核外有18个电子，核电荷数为16，结构示意图为 ，B正确；C项，该比例模型中心原子半
径大于四周原子，而Cl原子半径大于C，所以不能表示CCl ，C错误；D项，过氧化钠中两个O原子接收
4
两个Na原子提供电子，形成过氧根和钠离子，结合成过氧化钠，可以表示为
，D正确；故选C。
11．氮化钠(Na N)是一种重要的化合物，与水作用可产生NH 。请回答下列问题：
3 3
(1)Na N的电子式是________，该化合物是由________键形成的。
3
(2)Na N与盐酸反应生成__________种盐，其电子式分别是__________________。
3
(3)Na N与水的反应属于________(填基本反应类型)反应。
3
(4)比较NaN中两种微粒的半径：r(Na＋)________r(N3－)(填“>”“<”或“＝”)。
3
【答案】(1) 离子
(2)2
(3)复分解 (4)<
【 解 析 】 NaN 是 由 Na 与 N 结 合 形 成 的 ， 其 间 的 相 互 作 用 为 离 子 键 ， 电 子 式 为
3
。反应NaN＋3HO===3NaOH＋NH ↑属于复分解反应，当与盐酸反应时，生成
3 2 3
NaCl、NH Cl两种盐。Na＋与N3－的电子层排布相同，但Na＋的核电荷数大于N3－，可知离子半径为Na＋
4
P，故C错误；D项，P的含氧酸有HPO 、HPO 、HPO 等，故D错误；故选
3 4 3 3 3 2
B。
8．【2019•上海卷】元素 中文名为(奥气)，是一种人工合成的稀有气体元素，下列正确的是 (
)
A．核外电子数是 118 B．中子数是 295
C．质量数是 117 D．第六周期 0 族元素
【答案】A
【解析】根据原子的表示方法，左下角数字表示质子数 118，对于中性原子，核外电子数等于质子数
等于 118，故选 A。
9．【2018·江苏卷】用化学用语表示NH ＋HCl===NHCl中的相关微粒，其中正确的是( )
3 4
A．中子数为8的氮原子：N B．HCl的电子式：
C．NH 的结构式： D．Cl－的结构示意图：
3
【答案】C
【解析】C项，NH 的结构式正确；A项，中子数为8的氮原子为N；B项，HCl是共价化合物，电子
3
式为 ；D项，Cl－的结构示意图为 。
10．【2017·天津理综卷】NaOH的电子式为__________________________。
【答案】
11．【2016·全国卷Ⅱ卷】联氨分子(分子式为NH)的电子式为_______________，其中氮的化合价为
2 4
________。
【答案】 －2价
