第02講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

目錄

01考情透視目標(biāo)導(dǎo)航............................................................2

02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航............................................................3

03考點(diǎn)突破?考法探究............................................................4

考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)..................................................................4

知識(shí)點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)..............................................................4

知識(shí)點(diǎn)2元素、核素、同位素...................................................4

考向1考查核反應(yīng)方程的簡(jiǎn)單分析...............................................6

考向2考查“五同”概念辨析.....................................................7

考點(diǎn)二原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)....................................................8

知識(shí)點(diǎn)1電子的運(yùn)動(dòng)特征.......................................................9

知識(shí)點(diǎn)2能層和能級(jí)...........................................................9

知識(shí)點(diǎn)3原子軌道——電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài).......................9

知識(shí)點(diǎn)4泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理..................................10

知識(shí)點(diǎn)5原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述——“四個(gè)量子數(shù)”.......................11

考向1電子排布式表達(dá)式的規(guī)范書(shū)寫............................................12

考向2電子躍遷與原子光譜....................................................14

04........................................................................................................................................................15

差情;奏汨?日標(biāo)旦祐

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析

2024?廣東卷第3題，2分分析近三年的高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：

2024?湖北卷第12題，3分1.從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題、非選擇題

2024.北京卷第1題，3分呈現(xiàn)，考查內(nèi)容主要有以下3個(gè)方面：

2024?上海卷第2題，3分(1)元素、核素、同位素、同素異形體概念的辨析。

2024?河北卷第8題，3分(2)原子中質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)之間的

原子結(jié)構(gòu)2023湖南卷第2題，3分相互關(guān)系及計(jì)算。

2023?江蘇卷第5題，3分(3)根據(jù)原子核外電子排布判斷元素種類、書(shū)寫電子排布

2022?北京卷第3題，3分式和電子排布圖。

2022?天津卷第10題，3分2.從命題思路上看，主要以選擇題的形式為主。

2022浙江1月卷第7題，2分(1)選擇題

2021卷廣東卷第3題，2分以最新的科技成果、新聞事件為背景，考查原子結(jié)構(gòu)、同位

素、核素知識(shí)，核外電子排布表達(dá)式的正誤判斷。

(2)非選擇題

2024?江蘇卷第4題，3分

直接考查電子排布式和電子排布圖的書(shū)寫，利用核外電子排

2024?甘肅卷第2題，3分

布推斷元素等。

2024?山東卷第3題，3分

3.根據(jù)高考命題的特點(diǎn)和規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方

2023?北京卷第2題，3分

原子核外電面：

2023浙江1月卷第3題，2分

子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)同位素和同素異形體的概念分析、原子構(gòu)成微粒之間

2022?海南卷第5題，2分

的關(guān)系。

2022浙江六卷第7題，2分

(2)原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布特性(全空、半充滿、全充滿

2022?北京卷第2題，3分

的穩(wěn)定性)。

2021天津卷第20題(1),2分

(3)規(guī)范化學(xué)術(shù)語(yǔ)的書(shū)寫，重點(diǎn)掌握第四周期過(guò)渡元素的

電子排布式和電子排布圖。

復(fù)習(xí)目標(biāo):

1.能說(shuō)明微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與宏觀物體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的差異。

2.能結(jié)合能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則書(shū)寫1?36號(hào)元素基態(tài)原子的核外電子排布式和電子排布圖,

并說(shuō)明含義。

匐2

知識(shí)導(dǎo)圖?思維引航

原子的構(gòu)城子

原子結(jié)構(gòu)--微粒之間的等式關(guān)系

微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義

元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系

原子結(jié)構(gòu)

同位素的的

同位素的“六同三不同"

元素、核素、同位素--常見(jiàn)的重要核素及其應(yīng)用

元素、核素、同位素的聯(lián)系與區(qū)^

相對(duì)原子質(zhì)量

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)電子的運(yùn)動(dòng)特征

能層和能級(jí)

原子軌道

構(gòu)造原理

{GUMS

激卜電子并而

的三個(gè)規(guī)律

原子核外電

原子結(jié)構(gòu)示意圖

子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)規(guī)則、能量最低

電子并所式

核^卜電子科而

--簡(jiǎn)化電子舊廂式

表示方法

電子開(kāi)麗圖（WI標(biāo)近

價(jià)電召陸式

原子狀態(tài)與原子光譜

原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述一“四角量子數(shù)I

J自例ms

㈤3

考點(diǎn)突破?考法探究

考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)

1.原子的構(gòu)成粒子

錯(cuò)誤!錯(cuò)誤！

2.微粒之間的等式關(guān)系

1)質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(?+中子數(shù)(N);

2)電性關(guān)系：

①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù);

②陽(yáng)離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù),如Mg2+的核外電子數(shù)是10?

③陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶的電荷數(shù),如C「的核外電子數(shù)是18。

3.微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義

元素化合價(jià)

質(zhì)量數(shù)\//離子所帶電荷數(shù)

計(jì)量數(shù)三成"底J

質(zhì)子數(shù)/、"原子個(gè)數(shù)

【特別提醒】①原子中不一定都含有中子，如口中沒(méi)有中子。

②電子排布完全相同的原子不一定是同一種原子，如互為同位素的各原子。

③易失去1個(gè)電子形成+1價(jià)陽(yáng)離子的不一定是金屬原子，如氫原子失去1個(gè)電子形成H+。

④形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的離子最外層不一定是8個(gè)電子，如Li+為2個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

知識(shí)點(diǎn)2元素、核素、同位素

L元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系

具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總

稱，同種元素可有多種不同的核素

具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的

中子的一種原子

質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的同一元

素的不同核素的互稱

2.同位素的特征

①相同存在形態(tài)的同位素，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)不同。

②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分?jǐn)?shù)（豐度）一般丕變。

3.同位素的“六同三不同”

質(zhì)子數(shù)相同、二同一元素左中子數(shù)不同

核電荷數(shù)相同一位置相同不-質(zhì)量數(shù)不同

核外電子數(shù)相同/呼化學(xué)性質(zhì)相同臥物理性質(zhì)不同

4.常見(jiàn)的重要核素及其應(yīng)用

核素贊U?H(D)?H(T)￥0

用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

5.元素、核素、同位素的聯(lián)系與區(qū)別

①現(xiàn)行元素周期表已發(fā)現(xiàn)的元素有H8種，由于同位素的存在，故核素的種數(shù)遠(yuǎn)大于H8種。

②不同核素可能具有相同的質(zhì)壬數(shù)，如汨、汨；也可能具有相同的中子數(shù),如吧C、嬖0；也可能具有相同的

質(zhì)量數(shù),如呼C、子N。

③同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學(xué)變化,是核反應(yīng)。

④同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫的三種同位素形成的單質(zhì)有六種：H2、D?、Tz、HD、HT、

DT,他們的物理性質(zhì)（如密度）有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。

⑤同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O（普通水）、D2O（重水）、T2O（超重水）等。他們的

相對(duì)分子質(zhì)量不同，物理性質(zhì)（如密度）有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。

6.相對(duì)原子質(zhì)量

1

（1）原子（即核素）的相對(duì)原子質(zhì)量：一個(gè)原子（即核素）的質(zhì)量與一個(gè)12c質(zhì)量的邁的比值。一種元素有幾種

同位素，就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。

（2）元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是根據(jù)該元素各種天然同位素的相對(duì)原子質(zhì)量按該元素各種天然同位素原子所

占的原子百分比算出的平均值。即：Ar（E）=AriX（z%+Ar2Xb%+Ar3Xc%+…，其中a%+b%+c%+…=1。

（3）核素的近似相對(duì)原子質(zhì)量=該核素的質(zhì)量數(shù)。

（4）元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量：是根據(jù)該元素各種天然同位素的質(zhì)量數(shù)按該元素各種天然同位素原子所占

的原子百分比算出的平均值。即：Ar（E）=4xa%+A2x6%+A3Xc%+…，其中a%+b%+c%+…=1。

7.核反應(yīng)方程

①盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：孑N+jHe-YO+lH

②查德威克發(fā)現(xiàn)中子：jBe+SH一?C+6n

③鈾核裂變反應(yīng)：贊U+山一招Kr+密Ba+36n

④笊核與笳核聚變反應(yīng)：汨THe+山

,----------------DTI-Cra-k,

考向洞察J]

考向1考查核反應(yīng)方程的簡(jiǎn)單分析

麗科學(xué)家利用a粒子（即氮核;He）進(jìn)行多種核反應(yīng)：；He+；HHe+；H、]：N+；Hef1X+；H。已知;H

和：H都具有放射性，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.X元素位于元素周期表的第二周期第VIA族

B.；H和；H互為同位素，化學(xué)性質(zhì)相同

C.；H、：H都可作為示蹤原子

D.核反應(yīng)產(chǎn)生的能量可用于發(fā)電，屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

【答案】D

【解析】A.因?yàn)楹朔磻?yīng)過(guò)程中電子數(shù)不變，由題意可推出Z=8,所以X是O,位于元素周期表中第二周

期第VIA族，A正確；B.同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，B正確；C.由于;H、；11都具有放射性，所以均

可作為示蹤原子，C正確；D.核反應(yīng)不屬于化學(xué)反應(yīng)的范疇，利用核反應(yīng)產(chǎn)生的能量發(fā)電是將核能轉(zhuǎn)化為

電能，D錯(cuò)誤；故選D。

【思維建模】核反應(yīng)方程分析思路

（1）質(zhì)量數(shù)守恒：各微粒左上角數(shù)字之和在核反應(yīng)前后相等；

（2）電荷數(shù)守恒：各微粒左下角數(shù)字之和（正電荷數(shù)）在核反應(yīng)前后相等

例：碳14的0衰變：VC-VN+Ve

質(zhì)量數(shù)守恒表達(dá)式：14=14+0；電荷數(shù)守恒表達(dá)式：6=7-lo

【變式訓(xùn)練1]（2024.山東泰安.三模）核反應(yīng):W+i：X-?1Y+；Z和用Q-；R+：T為研究原子結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)

新原子做出了重要貢獻(xiàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.c=13b

B.X、Y、Z形成的單質(zhì)分子均為非極性分子

C.Q、R為質(zhì)量數(shù)相同的不同核素

D.基態(tài)W與Z原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類相等

【答案】B

【分析】由信息推知：W、X、Y、Z分別為He、N、O、H,核素R的質(zhì)子數(shù)為91、質(zhì)量數(shù)為234；

【解析】A.根據(jù)分析可知，b=7、c=91,c=13b,A項(xiàng)正確；B.X可以形成O2、Ch兩種單質(zhì)分子，為

極性分子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.Q、R為質(zhì)量數(shù)相同、質(zhì)子數(shù)不同的不同核素，C項(xiàng)正確；D.電子的空間運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)數(shù)等于原子軌道數(shù)，基態(tài)He和H原子均只有1s軌道，故空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類相等，D項(xiàng)正確；答案選B。

【變式訓(xùn)練2]（23-24高三下.河北石家莊?階段考試）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為^N+；He-：X+：H；盧瑟

福的學(xué)生查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)為:Y+；Hef；Z+[n。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.Y元素的第一電離能高于同周期相鄰元素的

B.元素的電負(fù)性：X>Y>H

C.X和Z的簡(jiǎn)單氫化物中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目相同

D.ZX?的空間結(jié)構(gòu)為直線形

【答案】B

【分析】由和結(jié)合質(zhì)子守恒、質(zhì)量守恒可知X為氧元素、Y為鍍?cè)亍為碳元素，據(jù)此回答。

【解析】A.同周期第一電離能從左向右遞增，鉞在第HA族，處于全充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能大于相鄰元素，

鍍大于硼，故A項(xiàng)正確；B.同周期電負(fù)性從左向右遞增，且氫元素大于皺元素，所以元素電負(fù)性X>H>Y,

故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.X和Z的簡(jiǎn)單氫化物分別為H20和CH4,其中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均是4,故C項(xiàng)正

確；D.ZX2即為CO2,其中心原子雜化方式為sp,所以空間結(jié)構(gòu)為直線形，故D項(xiàng)正確；故本題選B。

考向2考查“五同”概念辨析

題1（2024.浙江杭州?模擬預(yù)測(cè)）下列說(shuō)法不走硬的是

A.；：Se和tSe互為同位素B.石墨烯和丙烯互為同系物

C.氧氣和臭氧互為同素異形體D.乙酸甲酯和甲酸乙酯互為同分異構(gòu)體

【答案】B

【解析】A.；：Se和::Se質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，A正確；B.石墨烯為碳單質(zhì)，丙烯分子

式為C3H6,二者不互為同系物，B錯(cuò)誤；C.氧氣和臭氧均為氧元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，C

正確；D.乙酸甲酯和甲酸乙酯的分子式均為C3H6。2,結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體，D正確；故選B。

【思維建模】同系物、同分異構(gòu)體、同位素、同素異形體、同種物質(zhì)的比較

比較

定義比較對(duì)象分子式結(jié)構(gòu)性質(zhì)

質(zhì)子數(shù)相同、中

電子排布相同，物理性質(zhì)不相

子數(shù)不同的核符號(hào)表示不同，

同位素核素（原子）原子核結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)相

素（原子）互稱為如：1H、汨、田

同同

同位素

元素符號(hào)表示

同一元素組成相同，分子式可單質(zhì)的組成或物理性質(zhì)不同，

同素異形體單質(zhì)

的不同單質(zhì)不同，如：金剛結(jié)構(gòu)不同化學(xué)性質(zhì)相似

石和石墨、。2

和。3

分子式相同，結(jié)

物理性質(zhì)不同，

構(gòu)不同的化合

同分異構(gòu)體化合物相同不同化學(xué)性質(zhì)不一

物互稱為同分

定相同

異構(gòu)體

分子式和結(jié)構(gòu)

同種物質(zhì)式都相同的物—相同相同相同

質(zhì)

結(jié)構(gòu)相似，分子

組成上相差若物理性質(zhì)不同，

同系物化合物不相同相似

干個(gè)CH2原子化學(xué)性質(zhì)相似

團(tuán)的有機(jī)物

【變式訓(xùn)練1】（2024?江西宜春.模擬預(yù)測(cè)）科技發(fā)展與化學(xué)密切相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.TiCh光催化乙苯脫氫轉(zhuǎn)化為苯乙烯，兩種有機(jī)物互為同分異構(gòu)體

B.科研團(tuán)隊(duì)合成環(huán)狀的Cio和C14,Cio和C14互為同素異形體

C.鋸酸鋰（LiNbCh）納米超材料具有獨(dú)特光學(xué)特性，；：Nb的中子數(shù)為52

D.通過(guò)原電池原理將氮?dú)夂蜌錃廪D(zhuǎn)化為NH3同時(shí)放出電能，該過(guò)程屬于人工固氮的過(guò)程

【答案】A

【解析】A.乙苯和苯乙烯的分子式不同，不互為同分異構(gòu)體，A錯(cuò)誤；B.Cio和C14均為碳的單質(zhì)，互為

同素異形體，B正確；C.胃Nb的中子數(shù)為52,C正確；D.通過(guò)原電池原理將氮?dú)夂蜌錃廪D(zhuǎn)化為NH3同時(shí)

放出電能，該過(guò)程屬于人工固氮的過(guò)程，D正確；故選A。

【變式訓(xùn)練2】（2024?廣東東莞?模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，下列說(shuō)法正確的是

A.“海基一號(hào)”成功從深海開(kāi)采石油和天然氣水合物，天然氣屬于新能源

B.我國(guó)首次獲得公斤級(jí)豐度99%1。。乂。產(chǎn)品，MM。與98Mo互為同位素

C."煤制烯現(xiàn)代化成套技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用“中煤的氣化屬于物理變化

D.“殲-35”戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼所使用的“碳纖維布”（聚丙烯月青經(jīng)碳化而成）與金剛石互為同素異形體

【答案】B

【解析】A.天然氣屬于一次能源，被消耗后不可再生，在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體，不屬于新能源，

A錯(cuò)誤；B.^Mo與'Mo質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，B正確；C.煤的氣化是煤形成H2、CO

等氣體的過(guò)程，有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；D.同素異形體是指由同種元素組成的不同單質(zhì)，聚

丙烯睛經(jīng)碳化而成的“碳纖維布”是混合物，不是單質(zhì)，D錯(cuò)誤；故選B。

考點(diǎn)二原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

--------------[HHHJ-u.

知識(shí)

知識(shí)點(diǎn)1電子的運(yùn)動(dòng)特征

電子是質(zhì)量輕、帶負(fù)電的微觀粒子,并具有波粒二象性。電子可以在原子內(nèi)部進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度很

快，接近光速,與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有極大不同：不能同時(shí)確定速度和位置,不能描繪運(yùn)動(dòng)軌跡。

知識(shí)點(diǎn)2能層和能級(jí)

L能層：根據(jù)多電子原子的核外電子的能量差異,將核外電子分成不同的能層，能層用心表示。w值越大，

能量越直。

2.能級(jí)

（1）根據(jù)多電子原子中同一能層電子能量的不同，將它們分成不同能級(jí)。

（2）能級(jí)用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、f組合在一起來(lái)表示，如“能層的能級(jí)按能量由低到高的順序

排列為道、磔、nd＞這等。

（3）能層序數(shù)笠壬該能層所包含的能級(jí)數(shù)，如第三能層有3s、3p、3d能級(jí)。

（4）s、p、d、f能級(jí)可容納的電子數(shù)為1、3、5、7的二倍。

3.能層、能級(jí)與其容納的最多電子數(shù)之間的關(guān)系

能層（九）—*二三四五六七

符號(hào)KLMNoPQ

能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s

容納最22626102610142

多電子

281832....2n2

數(shù)

知識(shí)點(diǎn)3原子軌道—電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

1.電子云：電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概莖密度分布的形象化描述。小黑點(diǎn)越

密，表示概率密度越大。由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧,因而被形象地稱作電子云。

2.電子輪廓圖：

概率密度為90%的電子云圖,s電子云輪廓圖是球形；p電子云輪廓圖是啞鈴形,p電子云有三種伸展方向

（P”P.v,Pz，它們相互垂直），即P能級(jí)電子有2個(gè)伸展方向；d能級(jí)電子有1個(gè)伸展方向；f能級(jí)電子有

個(gè)伸展方向。

3.原子軌道：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道,即電子云的伸展方向。

能級(jí)符號(hào)電子云形狀空間延伸方向

s球形二種

三種（相互垂直，分別相對(duì)

P啞鈴形

于x、y、z軸對(duì)稱）

d//

f//

4.軌道能量

①同能層的不同能級(jí)能量s<p<d<fo

②不同能層相同能級(jí)的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半徑隨能層增大而增大。

③同能層同能級(jí)不同軌道能量相同，如2Px=2py=2pz。

知識(shí)點(diǎn)4泡利原理,洪特規(guī)則、能量最低原理

1.構(gòu)造原理：隨著原子核電荷數(shù)的遞增，原子核每增加一個(gè)質(zhì)子，原子核外便增加一個(gè)電子，這個(gè)電子大多

是按如圖所示的能級(jí)順序填充的，填滿一個(gè)能級(jí)再填一個(gè)新能級(jí)。

舞”o每一…行對(duì)應(yīng)一個(gè)能財(cái)日

各圓圈間連接線的方向表示隨

定p核電荷數(shù)遞增而增加的電子填

掘人能級(jí)的順序

【特別提醒】所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理。絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布都遵循構(gòu)造

原理。順序如圖。構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級(jí)分布。從中可以看出，不同能層的能級(jí)有能級(jí)交錯(cuò)

現(xiàn)象。構(gòu)造原理是書(shū)寫基態(tài)原子電子核外排布式的依據(jù)，也是繪制基態(tài)原子核外電子排布圖（即軌道表示

式）的主要依據(jù)之一。

2.核外電子排布的三個(gè)規(guī)律

能量最

原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)

低原理

泡利原理每個(gè)原子軌道里最多只能容納注自旋狀態(tài)±1反的電子

當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同值在軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)

洪特規(guī)則

占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋狀態(tài)相同

3.核外電子排布表示方法

表示方法以硫原子為例

原子結(jié)構(gòu)示意圖(+16)286

Ui力

電子排布式Is22s22P63523P4

簡(jiǎn)化電子排布式fNe]3s23P4

Is2s2P

電子排布圖（軌道表示式）

3s3P

O1山1

價(jià)電子排布式3s23P4

4.原子狀態(tài)與原子光譜

（1）基態(tài)原子：處于最低能量的原子。

（2）激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子躍遷到較高能級(jí),變成激發(fā)態(tài)原子。

（3）原子光譜

吸收光譜一^形成：

發(fā)射光譜

①當(dāng)電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，釋放一定頻率的光子,這是產(chǎn)生原子

發(fā)射光譜的原因;當(dāng)電子從較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)躍遷到較高能量的激發(fā)態(tài)時(shí)，需吸收一定頻率的光

子，這是產(chǎn)生原子吸收光譜的原因。

②不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)

射光譜，總稱原子光譜。利用原子光譜的特征譜線來(lái)鑒定元素的分析方法，稱為光譜分析。

③光譜分析的應(yīng)用：鑒定元素。

知識(shí)點(diǎn)5原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述——“四個(gè)量子數(shù)”

1.主量子數(shù)n,71=1,2,3,4,……（只能取正整數(shù)），描述原子中電子出現(xiàn)概率最大區(qū)域離核的遠(yuǎn)近（對(duì)應(yīng)

不同的能層），用K、L、M、N等符號(hào)表示，決定電子能量高低。

2.角量子數(shù)/,/=0,1,2,3……”-1（取值受"的限制），描述原子軌道或電子云的幽（對(duì)應(yīng)不同的能級(jí)），

用s、p、d、f等符號(hào)表示，與主量子數(shù)”共同決定虹的能量。

3.磁量子數(shù)相，m=0,±1,±2,..土/（取值受/的限制），描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向（對(duì)應(yīng)不

同的原子軌道）。

1

4.自旋磁量子數(shù)3，儂=±5,表示同一原子軌道中電子的兩種直旋狀態(tài)。如對(duì)于基態(tài)的氟原子，其價(jià)電子

11

自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為+5或-2，即：F原子核外電子數(shù)為9,基態(tài)氟原子核外電子排布式為Is22s22P5,

11

其價(jià)電子排布式為2s22P5,若一種自旋狀態(tài)用+5表示，與之相反的用一2表示，則價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代

數(shù)和為（+5）x4+（-，）x3=+2，也可以是（+，）x3+（—，）x4=—2O

考向洞察J]

考向1電子排布式表達(dá)式的規(guī)范書(shū)寫

H（2024?北京?模擬預(yù)測(cè)）下列化學(xué)用語(yǔ)或圖示表達(dá)正確的是

A.氯分子中的化學(xué)鍵可以表示為

B.Fe?+的價(jià)層電子軌道表示式為.11山11[T]

3d4s

C.KCN的電子式可以表示為K+|':忑：市：

D.Cu的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

【答案】A

【解析】A.氯分子中形成p-pc鍵，為非極性共價(jià)鍵，故A項(xiàng)正確；B.Fe2+的價(jià)層電子軌道排布式為

3d

故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.KCN的電子式可以表示為：K+：C:;N：，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.Cu

的原子結(jié)構(gòu)示意圖為故本題選A。

【思維建模】L基態(tài)原子（離子）核外電子排布的表示方法

表示方法以硫原子為例

電子排布式Is22s22P63s23P4

簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s23P4

Sj國(guó)11111Hl|B||H|山

電子排布圖（或軌道表示式）

Is2s2D3S3D

價(jià)電子排布式或軌道表示式3s23P4UU|山山|

3s3p

離子（S＞）的電子、價(jià)電子排布式1S22s22P63s23P63s23P6

2.電子排布式書(shū)寫的易錯(cuò)點(diǎn)

（1）電子排布式的書(shū)寫：

①要依據(jù)構(gòu)造原理來(lái)完成；

②對(duì)于副族元素要注意能級(jí)交錯(cuò);

③要注意“價(jià)電子排布”“核外電子排布”的區(qū)別；④關(guān)注原子電子排布式與離子電子排布式的區(qū)別。

（2）并不是所有的原子核外電子的排布都遵循構(gòu)造原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr:[Ar]3d54sL

CulAr^Msi。

（3）與化合價(jià)有關(guān)的電子叫價(jià)層電子，價(jià)層電子并不都是指原子的最外層電子，主族元素的價(jià)層電子就是

最外層電子，但過(guò)渡元素的價(jià)層電子包括最外層s電子，次外層d電子，有的還包括倒數(shù)第三層f電子。

（4）書(shū)寫電子排布式時(shí)，同一能層按能級(jí)由低到高順序連在一起。如基態(tài)Fe原子的電子排布式為

Is22s22P63s23P63d64s2,而不能寫成Is22s22P63s23P64s23d6。

（5）在原子失去價(jià)電子時(shí)，并不都是按照填充的相反順序失去，而是按電子排布式順序從外層向內(nèi)層失去。

如基態(tài)Fe3+的電子排布式為Is22s22P63s23P63d5,即Fe—Fe3+是失去4s能級(jí)上的兩個(gè)電子和3d能級(jí)上的一個(gè)

電子。

（6）在畫(huà)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：

①舊I"“（違反能量最低原理）;

②叵（違反泡利原理）；

③|H|||（違反洪特規(guī)則）;

④「|”|（違反洪特規(guī)則）;

Is2s2pIs2s2p

⑤畫(huà)軌道表示式時(shí)，不能省略空軌道。如c的軌道表示式應(yīng)為而而|||^||,而不是而向

【變式訓(xùn)練1】（2024?貴州?模擬預(yù)測(cè)）下列化學(xué)用語(yǔ)錯(cuò)誤的是

A.基態(tài)錢原子的電子排布式為[Ar]4s24Pl

B.基態(tài)碑原子價(jià)層電子排布圖為同|t|t|t

C.新戊烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C（CH3）4

D.氫化鏤的電子式為[HN：H]+[：H「

H

【答案】A

【解析】A.線元素的原子序數(shù)為31,基態(tài)原子的電子排布式為4s24PL故A錯(cuò)誤；B.碑元素的

原子序數(shù)為33,基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為4s24P3,排布圖為，故B正確；C.分子式

為c5H12的新戊烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C（CH3）4,故C正確；D.氫化鏤是含有離子鍵和共價(jià)鍵的離子化合物，電

H

子式為[H市:Hr[:H「，故D正確；故選A。

H

【變式訓(xùn)練2】（2024.湖南長(zhǎng)沙.三模）化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)習(xí)化學(xué)的工具。下列化學(xué)用語(yǔ)表述錯(cuò)誤的是

A.汨和；He核內(nèi)中子數(shù)之比為1：2

B.可表示原子、陽(yáng)離子以及陰離子

C.可表示乙烷

D.基態(tài)銘原子的簡(jiǎn)化電子排布式：［Ar］3d44s2

【答案】D

【解析】A.原子核內(nèi)中子數(shù)為1,；He原子核內(nèi)中子數(shù)為2,A正確；B.當(dāng)＞=8時(shí)，應(yīng)為有18個(gè)電

子的粒子，所以可能為僦原子、氯離子、硫離子、鉀離子、鈣離子等，B正確；C.可表示乙烷

的球棍模型，C正確；D.基態(tài)銘原子的簡(jiǎn)化電子排布式為［Ar］3d54s］，D錯(cuò)誤；故選D。

考向2電子躍遷與原子光譜

甌（2024.廣東江門?三模）化學(xué)之美，美在結(jié)構(gòu)，美在變化，下列說(shuō)法不正確的是

A.天然鉆石在打磨過(guò)程中，共價(jià)鍵斷裂

B.霓虹燈發(fā)光是由于電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)產(chǎn)生

C.紅墻灰瓦是中國(guó)傳統(tǒng)建筑，墻的紅色來(lái)源于氧化鐵

D.清晨山頂光束如瀑布般傾瀉而下，是丁達(dá)爾效應(yīng)帶了的美景

【答案】B

【解析】A.天然鉆石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為金剛石，打磨過(guò)程中，共價(jià)鍵斷裂，故A正確；B.霓虹燈發(fā)光是由于

電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤；C.氧化鐵為紅色，墻的紅色來(lái)源于氧化鐵，故C正確；D.空氣

作為溶劑，空氣中的小微粒作為溶質(zhì)，當(dāng)小微粒直徑介于l-100nm之間，就形成了膠體，光束照射，就可

以產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，故D正確；答案選B。

【思維建模】（1）原子光譜：不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取

各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。

（2）原子光譜形成原因：

激發(fā)態(tài)原子

（3）原子光譜分類及其特征:

吸收光譜：明亮背景的暗色譜線

發(fā)射光譜：暗色背景的明亮譜線

（4）原子光譜的應(yīng)用——光譜分析

①在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。

日發(fā)現(xiàn)元素:如飽、鋤、氫等

利用特征譜線

」鑒定元素

②生產(chǎn)生活：光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一。焰火、霓虹燈光、激光、熒光、LED燈光等都與

核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。

【變式訓(xùn)練1】（2024?廣東江門?三模）百年變局，科技創(chuàng)新是“關(guān)鍵變量”，下列科技成果中所蘊(yùn)含的化學(xué)

知識(shí)敘述不正確的是

A.“北斗衛(wèi)星”使用的氮化鐵芯片屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料

B.量子計(jì)算機(jī)“悟空”傳導(dǎo)信號(hào)用的光纖主要成分是SiO2

C.“天宮”空間站存儲(chǔ)器使用的材料石墨烯與金剛石互為同素異形體

D.“夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙”原子鐘利用電子躍遷計(jì)時(shí)，工作時(shí)發(fā)生化學(xué)變化

【答案】D

【解析】A.氮化線芯片屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，A正確；B.二氧化硅具有良好的導(dǎo)光性，傳導(dǎo)信號(hào)用

的光纖主要成分是SiO2,B正確；C.石墨烯與金剛石為碳元素的不同單質(zhì)，互為同素異形體，C正確；D.“夢(mèng)

天實(shí)驗(yàn)艙”原子鐘利用電子躍遷計(jì)時(shí)，沒(méi)有新物質(zhì)生成，工作時(shí)發(fā)生的是物理變化，D錯(cuò)誤；故選D。

【變式訓(xùn)練2】（2024?黑龍江牡丹江.一模）化學(xué)與生活息息相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)

B.乙二醇可用于生產(chǎn)汽車防凍液

C.氯化鎂和硫酸鈣都是制作豆腐常用的凝固劑

D.硬鋁因密度大、強(qiáng)度小可用于制造飛機(jī)外殼

【答案】D

【解析】A.LED燈通電后，電子吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后再?gòu)募ぐl(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，將能量以光

的形式釋放出來(lái)，所以LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)，A正確；B.乙二醇的熔點(diǎn)較低，不

易結(jié)冰，所以可用于生產(chǎn)汽車防凍液，B正確；C.Mg2+、Ca2+都能使豆?jié){蛋白質(zhì)發(fā)生凝聚，所以氯化鎂和

硫酸鈣都是制作豆腐常用的凝固劑，C正確；D.硬鋁具有密度小、強(qiáng)度大等特性，可用于制造飛機(jī)外殼，

D錯(cuò)誤；故選D。

1.（2022?天津卷）下列敘述錯(cuò)誤的是

A.耳。是極性分子

B.[o原子的中子數(shù)為io

C.。2與。3互為同素異形體

D.《》—OH和~CH20H互為同系物

【答案】D

【解析】A.凡0是“V”形結(jié)構(gòu)，不是中心對(duì)稱，屬于極性分子，故A正確；B.『0原子的中子數(shù)18-8=10,

故B正確；C.。?與是氧元素形成的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，故C正確；D.屬

于酚，CH20H屬于醇，兩者結(jié)構(gòu)不相似，因此兩者不互為同系物，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為

D?

2.（2023?江蘇卷）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應(yīng)用。：H、：H、：H是氫元素的3種

核素，基態(tài)H原子心的核外電子排布，使得H既可以形成H+又可以形成Hi還能形成H?。、H2O2,NH3.

N2H4、CaH?等重要化合物;水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得H2,如水煤氣法制氫反應(yīng)中，H2O（g）

與足量C（s）反應(yīng)生成ImolH/g）和ImolCO（g）吸收131.3kJ的熱量。應(yīng)在金屬冶煉、新能源開(kāi)發(fā)、碳中和

等方面具有重要應(yīng)用，如HCO；在催化劑作用下與H2反應(yīng)可得到HCOO--我國(guó)科學(xué)家在氫氣的制備和應(yīng)用

等方面都取得了重大成果。下列說(shuō)法正確的是

A.；H、；H、：H都屬于氫元素

B.NH；和H