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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点27 原子结构、核外电子排布
知识精讲
一．原子结构、核素、同位素
二．10e－和18e－微粒的判断与应用
三．原子核外电子排布
课后精练
选择题：
20
题
非选择题：
5
题
建议时长：
60
分钟
实际时长： 分钟
一．原子结构、核素、同位素
1．原子结构
（1）原子的构成
核素(原子)符号表示——
：代表一个质量数为A、质子数为Z 的原子。
【注意】①原子是化学变化中的最小微粒，化学反应过程原子核不改变，也就是原子不改变。
②并不是所有的原子都由质子、电子和中子构成，如H 中不含中子。
③质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne 和H2O。
④核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH 与OH－等。
（2）原子结构中微粒之间的关系
1
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①X 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Xn＋的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数(Z－n)。
④阴离子Xm－的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数(Z＋m)。
（3）元素符号周围数字的意义
2．元素、核素、同位素
（1）元素、核素、同位素的概念及相互关系
元素：具有相同核电荷数(即核内质子数)的同一类原子的总称。
核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素，如：H、H、H 就各为一种核素。
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为
同位素)，如：H、H、H 互为同位素。
【注意】
①一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。
②2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体，而是同种分子，同位素是原子的互称。
（2）同位素的特征
2
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①当某种元素具有多种天然、稳定的核素时，无论是游离态还是化合态，其各核素在自然界中所占的
原子个数百分比(丰度)一般是不变的。
②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。
（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）常见的重要核素及其应用
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
（5）核反应方程示例：核聚变、核裂变属于核反应，不是化学变化。
碳14 的β 衰变
C→N＋e
钋209 的α 衰变
Po→Pb＋He
卢瑟福发现质子
N＋He→O＋H
查德威克发现中子
Be＋He→C＋n
铀核裂变反应
U＋n→Kr＋Ba＋3n
核反应遵循的两守恒：①反应前后质量数之和不变。
②反应前后质子数之和不变。
3．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)的质量与一个12C 质量的的比值，即：
M(核素)＝，取该值的正整数即为该核素的质量数。
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。
3
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如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
（3）核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
【拓展】抓住描述对象，突破“四同”判断
（1）同位素——原子，如 H、H。
（2）同素异形体——单质，如O2、O3。
（3）同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
（4）同分异构体——化合物，如正戊烷、新戊烷。
二．10e－和18e－微粒的判断与应用
（1）寻找10 电子微粒和18 电子微粒的方法
10
①
电子微粒：以Ne 为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
18
②
电子微粒：以Ar 为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
（2）记忆其他等电子微粒
“2 电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
“9 电子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。
“14 电子”的粒子：Si、N2、CO。
“16 电子”粒子：S、O2、C2H4、HCHO。
4
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（3）质子数和核外电子数两种微粒的关系
①质子数和核外电子数分别相等的两种微粒：
可以是两种原子，如同位素原子；
可以是两种分子，如CH4、NH3等；
可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O＋；
可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。
②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。
三．原子核外电子排布
1．原子核外电子排布规律
电子层数(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核远近
近→远
电子能量高低
低→高
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的
顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里
数量规律
①每层最多容纳的电子数为2n2个。
②最外层电子数不超过8 个(K 层为最外层时电子数不超过2 个)。
③次外层电子数不超过18 个，倒数第三层不超过32 个。
④对于主族元素，除最外层外，每一层的电子数必须为2n2这个数值。
2．核外电子排布的表示方法：原子或离子结构示意图
5
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3．原子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．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
2．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
3．最近，中国科学家成功采用“变压吸附+膜分离+精制纯化”方法成功分离氢氦制得高纯氦。下列说法
正确的是
A．H 与He 互为同位素
B．H2分子间存在分子间作用力，氦气中的He 原子之间存在共价键
C．He 位于元素周期表中的ⅠA 族
D．利用原子光谱可以鉴定He 元素和H 元素
4．高能粒子
是第一个成功观测到双
衰变现象的原子核，其双
衰变的方程式
。下
6
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列说法正确的是
A．
和
互为同位素
B．
和
的中子数相等
C．
次外层电子数为8
D．双
衰变放出能量
5．放射性核素
在考古等方面有重要应用。下列表述不正确的是
A．
与
互为同位素
B．
具有放射性
C．可用质谱区分
和
D．
和
的化学性质不同
6．化学用语是表述化学学科知识的专业语言符号，下列有关表述正确的是
A．H2O2是一种高价值的绿色环保氧化剂，其电子式为
B．北京大学科研团队构筑了纯化的h-10BN 和h-11BN 范德华界面对原子进行研究，
10B 的原子结构示意
图为
C．核废水中含
14C，
14CO、
14CO2互为同素异形体
D．
的化学名称是3-甲基-2-戊烯
7．中华传统文化博大精深，也蕴含着很多化学知识，下列说法中错误的是
A．“虢国夫人游春图”绘画基材为绢，属于合成高分子
B．“今世有白铜，盖点化为之，非其本质”，白铜属于铜的合金
C．“庐山山南刷铜绿，黄金锯解纯苍玉”，由铜转化成铜绿涉及到氧化还原反应
D．“雷声千嶂落，雨色万峰来”，雷雨天少量
转化成
和
互为同素异形体
8．化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是
A．新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B．太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C．“玉兔号”月球车的热源材料舜
与
互为同素异形体
D．储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族
7
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9．设
为阿伏加德罗常数的值。砷化镓(GaAs)是半导体材料，气相生长法制备GaAs 的原理如下，下列
叙述正确的是
①
②
③
A．
镓(31Ga)含电子的数目为
B．
含共价键数目为
C．标准状况下，
含中子的数目为
D．反应③中每生成
转移的电子数目为
10．下列有关化学用语表示正确的是
A．中子数为21 的K 核素符号：
B．基态As 原子的核外电子排布式：
C．
的分子的球棍模型：
D．甲醛碳氧双键中π键的电子云轮廓图：
11．用
粒子轰击
可得到一个中子和一种放射性核素
，即
。已知基态X
原子中s 能级电子总数是p 能级电子总数的4 倍。下列说法错误的是
A．
B．最高价含氧酸的酸性：
C．
与
中X 与Y 的杂化方式相同
D．单质的沸点：
12．下列相关微粒的说法正确的是
8
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A．羟基的电子式：
B．中子数为20 的氯原子：
C．
的结构示意图：
D．
的VSEPR 模型为四面体型
13．我国科研人员通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤的观察分析，首次发现天然形成的少层石墨烯(2 7
∼层)，
研究成果发表在2024 年6 月份NationalScienceReview(国家科学评论)期刊上。这一发现为人类认识月球的
地质活动和演变历史以及月球的环境特点提供了新见解。下列说法错误的是
A．天宫空间站使用石墨烯存储器，石墨烯与足球烯(
)互为同素异形体
B．月壤中的嫦娥石[
]，其成分属于无机盐
C．嫦娥五号、嫦娥六号探测器均装有太阳能电池板，其主要成分是高纯
D．长征五号遥八运载火箭使用了煤油液氧推进剂，其中煤油是煤经过干馏获得的产物
14．科学家发明了一种合成
的新型方法：
。下列有关该反应中各微粒的描述
正确的是
A．
与
互为同位素
B．
的
模型为
C．
的两种酸根离子
、
的空间结构相同
D．浓硝酸热分解生成
和
共
时，转移电子数为
15．
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
16．下列表示组成和结构的化学用语正确的是
A．
的电子式：
9
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B．氨分子的空间填充模型：
C．乙醛的分子式：
D．
与
互为同位素
17．碳元素被誉为“生命的核心元素”。
、
和
是碳元素3 种常见的核素，由于碳原子通过单
键、双键、三键等形式成键，形成了数目繁多的有机物。
是常见的含碳化合物，近年来由于温室效应
日益加剧，科学家提出了很多利用
制取有机物的新手段。
不仅可以和
反应生成
，还可
以在电解条件下生成
、
、
、尿素
等多种物质。下列说法正确的是
A．
、
和
属于同素异形体
B．
分子中的化学键均为极性共价键
C．
转化为有机物一定发生了还原反应
D．
、
、
中碳原子的杂化轨道类型相同
18．已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是
A．原子半径 A＞B＞D＞C
B．原子序数 b＞a＞d＞c
C．离子半径 C＞D＞B＞A
D．单质的还原性 A＞B＞D＞C
19．
不溶于水、易溶于有机溶剂，实验室以
(熔点
，沸点
)为原
料，稀硫酸为电解液，
作阴极、石墨作阳极，用电解的方法可制得
，阴极的电极反应
式为
。设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．核素
中所含中子的数目为
B．标准状况下，
中
键的数目为
C．
溶液中所含氧原子的数目为
D．生成
，理论上外电路转移电子的数目为
20．科技进步创造美好生活。下列有关我国最新科技成果的解读错误的是
10
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选
项
科技成果
解读
A
开发新技术首次成功制备医用同位素
Ac
Ac 的中子数为136
B
首次实现了光催化乙烷氧气氧化脱氢制乙烯
乙烷制乙烯发生消去反应
C
利用生物质催化实现葡萄糖高效转化为果糖
葡萄糖和果糖互为同分异构体
D
探明中性水生环境中微生物介导的雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)的
氧化溶解过程
转化成硫酸盐的过程发生了氧化
还原反应
A．A
B．B
C．C
D．D
21．现有部分元素的原子结构特点如下表所示：
X
L 层电子数是K 层电子数的3 倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L 层电子数是K 层和M 层电子数之和
G
最外层电子数是次外层电子数的2.5 倍
(1)画出G 原子结构示意图：______________。
(2)元素X 与元素Z 相比，非金属性较强的是_______(填元素名称)，写出一个能表示X、Z 非金属性强弱关
系的化学方程式：________________________________。
(3)X、Y、Z、G 四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为________。
(4)元素X 和元素Y 以原子个数比为1 1∶形成的化合物Q，元素G 和元素Y 化合形成的化合物M，Q 和M
的电子总数相等。以M 为燃料，Q 为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在
的物质，写出该反应的化学方程式：__________________________。
22．A＋、B＋、C－、D、E 五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10 个电子。已知：
A
①
＋＋C－===D＋E↑；
B
②
＋＋C－===2D。
请回答：
(1)C－的电子式是________________。
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(2)分别写出A＋和D 反应、B＋和E 反应的离子方程式：
_______________________、________________________。
(3)除D、E 外，请再写出两种含10 个电子的分子：________(写分子式)。
(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10 个电子的阳离子：________。
23．A、B、C、D、E、F 六种短周期主族元素，原子序数依次增大。
元素
信息
B
其单质在常温下为双原子分子，与A 可形成分子X，X 的水溶液呈碱
性
D
其简单阳离子与X 具有相同的电子数，且是同周期中简单阳离子中半
径最小的
E
元素原子最外层比次外层少2 个电子
C、F
两种元素的原子最外层共有13 个电子
则：
(1)B 的原子结构示意图为_____________________________________。
(2)B、C、E 分别与A 形成的化合物中最稳定的是__________________(写化学式)。
(3)C 与D 形成的化合物的化学式是____________ ，它的性质决定了它在物质的分类中应属于
____________ ；请写出该化合物对应水化物与NaOH 溶液反应的离子方程式：
____________________________________。
(4)F 的单质在反应中常作________ 剂，该单质的水溶液与E 的低价氧化物反应的离子方程式为
____________________________________。
24．回答下列问题：
(1)请用以下物质的序号填空：①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
其中只含有共价键的化合物有 ，含有非极性共价键的离子化合物有 ，含有极性共价键的离
子化合物有 ，不含共价键的化合物有 。
(2)X、Y 两种主族元素能形成
型化合物，已知
中共有38 个电子，若
为常见元素形成的离子化
合物，其电子式为 ；若
为共价化合物，其结构式为 。
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(3)现有
种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，请据此回答下列问题：
①元素的原子间反应最容易形成离子键的是 (填字母，下同)，容易形成共价键的是 。
A．c 和f B．b 和g C．d 和g D．b 和e
②写出由
种元素形成的，所有原子都满足最外层为8 电子结构的任意一种分子的分子式： 。
a
③与e 能形成化合物
，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，其电子式
为 ，其中所含化学键类型为 ，该物质能与水剧烈反应生成两种气体，这两种气体的化学式
是 。
(4)氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为
，但在
就开始升华。据此判
断，氯化铝是 (填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是
。
25．已知A、B、C、D 四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A 是
一种含有18 电子的粒子，C 是一种含有10 电子的粒子。请完成下列问题：
(1)若A、D 均是气态单质分子，写出A 与B 反应的化学反应方程式：________________。
(2)若B、D 属同主族元素的单质分子，写出C 的电子式：________。
(3)若B 是一种四核含18 电子的分子，D 是一种气态单质分子，则A 的化学式为____________，B 的结构
式为______________。
(4)若A、B 均是含2 个原子核的粒子，其中B 中含有10 个电子，D 中含有18 个电子，则A、B 之间发生的
离子反应方程式为________________。
(5)若D 是一种含有22 个电子的分子，则符合如图关系的A 的物质有________________(写物质的化学式，
如果是有机物则写相应的结构简式)。
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