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考点06 原子结构
(核心考点精讲)
一、3 年真题考点分布
考点内容
考题统计
原子结构
2022 重庆卷5 题，3 分；2021 河北卷5 题，3 分；
2021 辽宁卷2 题，3 分；2021 天津卷5 题，4 分
核素、同位素
2023 天津卷7 题，4 分；2022 山东卷3，2 分；2022
浙江1 月7 题，2 分；2022 浙江6 月7 题，2 分；2021
河北卷5 题，3 分；2021 北京卷2 题，4 分；2021 天
津卷3 题，4 分
电子式
2022 浙江1 月5 题，2 分；2022 浙江6 月5 题，2
分；2022 重庆卷2 题，3 分；2022 江苏卷2 题，3
分；2022 辽宁卷2 题，3 分；2021 浙江1 月5 题，2
分
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
从近三年高考试题来看，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。
【备考策略】
高考中该类型题主要是通过重大科技成果(化学科学的新发展、新发明等)尤其是放射性元素、放射性
同位素、农业、医疗、考古等方面的应用为题材，来考查粒子的个微粒的相互关系，备考过程中多关注重
大科技成果。
【命题预测】
预测2024 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。
考法
1
原子结构
1．原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
原子(X)
1
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(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：
Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
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
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(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。
(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。
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(×)
3
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(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)√
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 (2023·天津市和平区高三联考)
是目前发现的最后一种元素，也是最重的一种元素，元素符
号为Og，是人工合成的放射性稀有气体元素，它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子
撞击锎(Cf)靶，可以产生Og，其反应可表示为：
，下列说法错误的是( ) ( )
4
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A．
原子核内有176 个中子，质子数为118
B．
与
的化学性质几乎相同
C．Og 是一种性质稳定的非金属元素
D．锎为过渡元素
【答案】C
【解析】
，即
。A 项，
为
，则其原子核内有
294-118=176 个中子，质子数为118，A 正确；B 项，
与
互为同位素，电子数相同，基态原子电子
排布方式相同，化学性质几乎相同，B 正确；C 项，Og 具有放射性，不稳定，C 不正确；D 项， 锎核电荷
数为98，位于第七周期ⅢB，是一种锕系元素，属于过渡元素，D 正确；故选C。
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
84PO说法正确的是( )
A．84
218
与
互为同素异形体
B．84
218
与
互为同位素
C．84
218
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
【解析】A 项，84
218
与
是同种元素的不同核素，应互为同位素，故A 错误；B 项，84
218
与
为两种不同元素的核素，不能称为同位素，故B 错误；C 项，84
218
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．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同
B．HO、HO、HO 互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为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】同分异构体一般指分子式相同，结构不同的有机物，H2和D2为组成和结构都相同的无机物，
5
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A 错误；16O、17O、18O 互为同位素，HO、HO、HO 既不互为同位素，也不是同素异形体，B 错误；18O2和
18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，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D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D 正确。
考法
2
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NH4
＋电
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CaCl2的电子式应
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：
-
+
.
+
]
.Cl
..
..:
[
Na
×
:
×
Na
..
..
Cl
共价化合物HCl 的形成过程：
H
Cl
..
×..:
.
Cl
..
..
×
:
+ .
H
6
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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①COCl2可根据结构式
判断各原子均为8 电子稳定结构。②N2，写出其电子式
，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
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CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
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)CO2的电子式：OCO( )
(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)PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8 电子稳定结构( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)× (11)× (12)×
例1 下列电子式书写不正确的是( )
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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1 下列关于电子式的描述正确的是( )
A．
的电子式： H+
9
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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．H2、D2、T2互为同素异形体
B．M2+核外有a 个电子、b 个中子，M 的核素符号：
C．H2O2的电子式：
D．用电子式表示Na2S 的形成过程：
【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，H2、D2、T2均为氢分子、不互为同素异形
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， H2O2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
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Na2S 的形成过程错
误，D 错误；故选B。
10
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1．(2022•山东卷，3)13
8O、
15
8O 的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：
；
。下列说法正确的是( )
A．X 的中子数为2
B．X、Y 互为同位素
C．
13
8O、
15
8O 可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在
13
8O2、
15
8O2分子是因其化学键不稳定
【答案】B
【解析】根据质量守恒可知，结合题中的人工合成反应，推知X 微粒为
6
2He，Y 微粒为
4
2He。A 项，
X 微粒为
6
2He，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为4，A 错误；B 项，X 微粒为
6
2He，Y 微粒为
4
2He，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位素，B 正确；C 项，.由
题干信息可知，
13
8O 与
15
8O 的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C 错误；D 项，自
然界中不存在
13
8O2与
15
8O2并不是其化学键不稳定，而是由于
13
8O 与
15
8O 的半衰期很短，很容易发生核变化，
转化为气体其他原子，O=O 的键能与形成该键的核素无关，D 错误；故选B。
2．(2022·浙江省1 月卷，7)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
【答案】D
【解析】A 项，
32S 和
34S 是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A 正确；B 项，C70和纳
米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B 正确；C 项，CH2ClCH2Cl 和CH3CHCl2的分子
式相同、结构不同，互为同分异构体，故C 正确；D 项，C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是
同系物，故D 错误；故选D。
3．(2022·浙江省1 月卷，5)下列表示不正确的是( )
A．乙炔的结构简式HC≡CH
B．KOH 的电子式
C．乙烷的球棍模型：
D．氯离子的结构示意图：
【答案】C
【解析】A 项，乙炔中碳碳之间为三键，故结构简式HC≡CH，A 正确；B 项，KOH 为离子化合物，
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故电子式为
，B 正确；C 项，
为乙烷的比例模型，不是球棍模型，C 错误；D 项，氯离
子的核电荷数是17，电子数为18，氯离子的结构示意图为
，D 正确；故选C。
4．(2022·浙江省6 月卷，7)下列说法不正确的是( )
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．
和
互为同位素
C．
和
互为同素异形体
D．丙酮(
)和环氧丙烷(
)互为同分异构体
【答案】A
【解析】A 项，结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是
饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A 错误；B 项，质子数相
同、中子数不同的同种元素互为同位素，
35Cl 的质子数为17，中子数为18，
37Cl 的质子数为17，中子数为
20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B 正确；C 项，由同种元素组成的不同的单质互为同素
异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C 正确；D 项，分子式相同、结构
不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D 正确；
故选A。
5．(2022·浙江省6 月卷，5)下列表示正确的是( )
A．乙醛的结构简式：CH3COH
B．
丁烯的键线式：
C．S2-的结构示意图：
D．过氧化钠的电子式：
【答案】D
【解析】A 项，乙醛含醛基，其结构简式为：CH3CHO，A 错误；B 项，2-丁烯的结构简式为
CH3CH=CHCH3，键线式为：
，B 错误；C 项，硫的原子序数为16，硫原子最外层有6 个电
12
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子，得2 个电子形成硫离子，硫离子的结构示意图为：
，C 错误；D 项，过氧化钠为离子化合物，
含离子键和氧氧非极性共价键，其电子式为：
，D 正确；故选D。
6．(2022•重庆卷，2)BCl3水解反应方程式为：BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl，下列说法错误的是( )
A．Cl 的原子结构示意图为
B．H2O 的空间填充模型为
C．BCl3的电子式为：
D．B(OH)3的结构简式为
【答案】C
【解析】A 项，Cl 为荷电核数为17，原子结构示意图为
，A 项正确；B 项，H2O 分子为
V 形结构，且O 原子的半径比H 原子的半径大，B 项正确；C 项，BCl3是缺电子化合物，B 提供3 个电子，
与3 个Cl 分别共用1 对电子，电子式应为
，C 项错误；D 项，B(OH)3的结构简式为
，D 项正确；故选C。
7．(2022•江苏卷，2)少量Na2O2与H2O 反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是( )
A．Na2O2的电子式为
B．H2O 的空间构型为直线形
C．H2O2中O 元素的化合价为-1
D．NaOH 仅含离子键
【答案】C
【解析】A 项，过氧化钠是离子化合物，电子式是
，A 错误；B 项，H2O 中
氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，根据价层电子对为4，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为
V 形，B 错误；C 项，H2O2中H 显+1 价，根据正负化合价为0，可计算出O 的化合价为-1，C 正确；D 项，
NaOH 中O 和H 之间是共价键，D 错误；故选C。
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8．(2022•辽宁省选择性考试，2)下列符号表征或说法正确的是( )
A．H2S 电离：H2S
2H++S2-
B． Na 位于元素周期表p 区
C．CO3
2-空间结构：平面三角形
D．KOH 电子式：
【答案】C
【解析】A 项，H2S 是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为H2S
H++HS-，A 错误；B
项，基态 Na 原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s 能级，位于元素周期表s 区，B 错误；C 项，
CO3
2-中心碳原子的价层电子对数为
，故其空间结构为平面三角形，C 正确；D
项，KOH 是离子化合物，电子式为
，D 错误；故选C。
9．(2021•河北选择性考试，5)用中子轰击
X 原子产生α 粒子(即氮核
He)的核反应为：
X+ n→
Y+
He。已知元素Y 在化合物中呈+1 价。下列说法正确的是( )
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH 溶液
B．Y 单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X 和氢元素形成离子化合物
D．
6Y 和
7Y 互为同素异形体
【答案】A
【解析】根据核反应为：
可知，X 的质量数N 为4+7-1=10，又因为Y 在化合物
中呈+1 价，则推知Y 位于IA 族，质量数=质子数+中子数，Y 的质量数为7，所以得出Y 为Li，其质子数
p=3，所以X 的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X 属于B 元素。A 项，
H3BO3为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将NaOH 溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂
抹H3BO3，以中和碱液，A 正确；B 项，Y 为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B 错误；C 项，X 为B，
与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B 元素与H 元素以共价键结合，属于共价化合物，C 错误；D
项，
6Li 和
7Li 两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D 错误；故选A。
10．(2021•北京卷)，2 放射性核素
3
1H。下列说法不正确的是( )
A．
3
1H 原子核外电子数是1
B．
3
1H 原子核内中子数是3
C．可用质谱分辨H 和
3
1H
D．
3H2O 也具有放射性
【答案】B
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【解析】A 项，放射性核素
3
1H,质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数等
于1,故A 正确；B 项，放射性核素
3
1H,质量数是3,质子数是1,所以中子数等于3-1=2,故B 错误；C 项，质谱
分析是根据质量分辨,1
1H 和
3
1H 质量数不一样，可以分辨,故C 错误；D．
3
1H 是放射性核素,所以
3H2O 也具
有放射性,故D 正确。故选B。
11．(2021•天津卷，3)核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘(2
1H)是核聚变反应
的主要原料，下列有关叙述正确的是( )
A．
2
1H 的中子数为2
B．
2
1H 的核电荷数为1
C．
2
1H 是自然界中最轻的原子
D．
2
1H 是氢元素的一种同素异形体
【答案】B
【解析】A 项，
2
1H 的中子数为2-1=1，故A 错误；B 项，
2
1H 的质子数为1，则核电荷数为1，故B 正
确；C 项，自然界中最轻的原子是
1
1H，不是
2
1H，故C 错误；D 项，
2
1H 是氢元素的一种同位素，故D 错误；
故选B。
12．(2021•浙江1 月选考，5)下列表示正确的是( )
A．甲醛的电子式
B．乙烯的球棍模型
C．2-甲基戊烷的键线式
D．甲酸乙酯的结构简式CH3COOCH3
【答案】B
【解析】A 项，O 原子最外层有6 个电子，故甲醛的电子式为
，A 错误；B 项，乙烯中碳原
子之间以双键形式存在，乙烯的球棍模型为
，B 正确；C 项，2-甲基戊烷的键线式为
，
C 错误；D．甲酸乙酯甲酸和乙醇酯化得到，故甲酸乙酯的结构简式为HCOOCH3，D 错误；故选B。
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