文档文本内容
考点一：原子结构、核素、同位素
1．原子结构
(1)构成微粒及作用
(2)微粒间的数量关系
①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。
(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
第01 讲 原子结构 核外电子排布规律
01 掌握原子结构中微粒数目的关系。
02 了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
03 能正确书写1～36 号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。
重点·夯基易错
方法·规律总结
点拨·能力培养
真题·明考向
演练·提能力
(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
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．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( )
7．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( )
8．Cl 与Cl 得电子能力几乎相同。( )
9．质子数为35、中子数为45 的溴原子：Br。( )
10．所有的原子中都含有质子和中子。( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7．√8．√9．√10．×
1．“四量”比较
原子质量
原子的相对
元素的相对
质量数
方法·规律总结
原子质量
原子质量
定
义
一个原子的真实质
量
一个原子的真实质
量与一个_C 原子
质量__的的比值
该元素各种核素原
子的相对原子质量
与其在自然界中所
占原子个数百分比
的乘积之和
一个原子核内质子
数与_中子数__之
和
实
例
一个O 原子的质
量是2.657×10－26
kg
O 的相对原子质量
约为16
Ar＝Ar1a%＋Ar2b%
＋……(其中a%
＋b%＋……＝1)
O 的质量数为18
备注
某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量
2．元素、核素、同位素及同素异形体的比较
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一
类原子
质子数、中子数
都一定的一种原
子
质子数相同、中
子数不同的核素
的互称
同种元素形成的
不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有
个数
化学反应中的最
小微粒
化学性质几乎完
全相同
组成元素相同、
性质不同
决定
因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O 三种元
素
H、H、H 三种核
素
H、H、H 互称同
位素
O2与O3互为同素
异形体
1．月球上的每百吨He 聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He 的
点拨·能力培养
形式存在。已知一个 12C 原子的质量为a g，一个He 原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法
正确的是( )
A.He 比He 多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.He 的相对原子质量为
D.He 的摩尔质量为bNA
【答案】 C
【解析】 He 比He 少一个中子，A 错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相
对原子质量，B 错误；一个原子的真实质量与一个C 原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此He
的相对原子质量为，C 正确；He 的摩尔质量为bNA g·mol－1，D 错误。
2．现有下列9 种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：
(1)H、H 分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________________________。
(4)上述9 种微粒中有________种核素，含有________种元素。
【答案】 (1)核素 同位素 (2)O2、O3
(3)30 24 (4)7 5
【解析】 (1)H、H 分别是氢元素的一种核素；H、H 是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子，它
们互称为同位素。
(2)O2和O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
(3)Fe2＋的中子数为56－26＝30，核外电子数为26－2＝24。
1．（2024·北京·高考真题）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
真题·明考向
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
【答案】A
【解析】A．
的质量数为41，质子数为20，所以中子数为
，A 正确；
B．
的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B 错误；
C．根据题意
衰变一半所需的时间要大于
衰变半所需的时间，C 错误；
D．从
原子束流中直接俘获
原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D 错误；
本题选A。
2．（2024·广东·高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不
正确的是
A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料
B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为
D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，
的质子数为55
【答案】C
【解析】A．制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A 正确；
B．由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械
表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B 正确；
C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiO2，C 错误；
D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，
的质量数为135，质子数为55，D 正确；
故选C。
3．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子
[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K+位于Au 形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
【答案】C
【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A 正确；
B．由题图可知，中心K+周围有12 个Au 形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、
5 个面)，B 正确；
C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C 错误；
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是
5s25p3，D 正确；
故合理选项是C。
4．（2024·广东·高考真题）“光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关
联的是
选
项
劳动项目
化学知识
A
水质检验员：用滴定法测水中
含量
B
化学实验员：检验
是否失效
C
化工工程师：进行顺丁橡胶硫化
碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D
考古研究员：通过
测定化石年代
与石墨烯互为同素异形体
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【解析】A．用滴定法测水中Cl-含量利用了Ag+和Cl-生成AgCl 沉淀，通过测AgCl 沉淀的量从而测定水中
Cl-的含量，劳动项目与所述化学知识有关联，A 不符合题意；
B．利用过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气的反应可以检验Na2O2是否失效，劳动项目与所述化学知识有关
联，B 不符合题意；
C．顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键，劳动项目与所述化学知识有关联，C
不符合题意；
D．通过
14C 测定化石年代是利用同位素的放射性，通过半衰期计算化石年代，与同素异形体无关，劳动项
目与所述化学知识没有关联，D 符合题意；
本题选D。
5．（2024·上海·高考真题）下列关于
与
说法正确的是
A．是同种核素
B．是同素异形体
C．
比
多一个电子
D．
比
多一个中子
【答案】D
【解析】A．
与
质子数相同、中子数不同，因此两者是不同种核素，A 错误；
B．同素异形体指的是同种元素的不同单质；
与
是两种不同的原子，不是单质，因此两者不是同素
异形体，B 错误；
C．同位素之间质子数和电子数均相同，
比
多一个中子，C 错误；
D．
的中子数是10，
只有9 个中子，
比
多一个中子，D 正确。
本题选D。
6．（2023·天津·高考真题）利用
18O 示踪技术研究H2O2与Cl2的反应历程，结果如下：
①
②
下列叙述正确的是
A．反应①是置换反应
B．
18O 的核电荷数是18
C．
18O 与
16O 互为同素异形体
D．反应历程中
中的O-O 键未发生断裂
【答案】D
【解析】A．反应①生成两种化合物，不是置换反应，故A 错误；
B．核电荷数等于核内质子数，所以
18O 的核电荷数是8，故B 错误；
C．
18O 与
16O 是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故C 错误；
D．反应历程中
、H-O-O-Cl、O2都含O-O 键，所以
中O-O 键没有发生断裂，故D 正确；
选D。
考点二：核外电子运动状态与排布原理
1．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。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外电子层、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。
(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d ②2s、2px、2py、2pz
【答案】 (1)
电子层(n)
一
二
三
四
电子层符号
K
L
M
N
能级符号
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
各能级原子轨道数
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
各电子层原子轨道数
1
4
9
16
最多容纳电子数
2
8
18
32
(2)球 哑铃 3
(3)25,50
(4)①1s<2s<2p<3s<3p<3d ②2s<2px＝2py＝2pz
2．基态与激发态 原子光谱
重点·夯基易错
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，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吸收或释放不同的光，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。
3．基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
①能量最低原理：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泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋不同。如2s 轨道上的电
子排布为
，不能表示为
。
③洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并
且自族状态相同。 如2p3的电子排布为
，不能表示为
或
。
注意 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
1．p 能级能量不一定比s 能级的能量高( )
2．Fe 的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( )
3．22Ti 的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
4．
表示的原子能量处于最低状态( )
5．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布( )
6．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释放出来(
)
7．基态Zn 原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。( )
8．Cr 原子有6 个未成对的电子。( )
9．原子光谱是因为电子的跃迁引起的。( )
10．ns 电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量。( )
【答案】 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√7．× 8．√ 9．√ 10．×
1．核外电子排布常见错误
(1)在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
①
(违反能量最低原理)；
②
(违反泡利不相容原理)；
③
(违反洪特规则)；
④
(违反洪特规则)。
(2)当出现d 轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np 的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d 放在
ns 前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s 轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
2．基态原子电子排布式的书写方法
(1)知道原子序数书写核外电子排布式的方法。
①常规方法：常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)，各能级最多容纳的电子数及能量最低原
理，依次由低能级向高能级排列，如31 号元素镓，首先排满1s2，依次2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后
4p1。
②原子序数大于18 的方法：如31 号元素，我们也可以用31－18＝13，然后在[Ar]的基础上再填充13 个电
子，如[Ar]3d104s24p1。
