《金新學(xué)案》高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 原子結(jié)構(gòu)

編輯ppt第1講原子結(jié)構(gòu)(含選修3)編輯ppt最新展示1.了解元素、核素和同位素的含義。2.了解原子構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。3.了解原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。(選修3)4.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應(yīng)用。(選修3)

熱點定位1.辨析同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體。2.組成原子微粒的電性、電量和質(zhì)量關(guān)系。3.原子核外電子排布及電子排布圖的書寫。(選修3)

編輯ppt一、核素1．原子(1)表示：表示一個

為A，

為Z的原子。質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)編輯ppt(2)有關(guān)粒子間的關(guān)系①質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋

②質(zhì)子數(shù)＝

＝中性原子的核外電子數(shù)③陽離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)

電荷數(shù)；陰離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)

電荷數(shù)。中子數(shù)(N)＋－核電荷數(shù)編輯ppt2．元素、核素、同位素(1)概念①核素：具有一定數(shù)目的

和一定數(shù)目的

的一種原子。②同位素：

相同而

不同的同一元素的不同核素，互稱為同位素。③元素：具有相同

的同一類原子的總稱。質(zhì)子中子質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核電荷數(shù)編輯ppt(2)三者關(guān)系編輯ppt(3)同位素的兩個特征①同一元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)

相同，物理性質(zhì)

。②在天然存在的某種元素里，各種同位素所占的原子個數(shù)百分數(shù)一般是

的。幾乎完全不同不變編輯ppt(4)重要的核素①用以制造氫彈的是：

、

；②原子彈的核燃料是：

；③考古時用于測定文物年代的是：

。編輯ppt1.元素周期表中的相對原子質(zhì)量指的是核素的還是元素的相對原子質(zhì)量？【提示】應(yīng)為元素的相對原子質(zhì)量，是元素各核素的平均相對原子質(zhì)量。編輯ppt二、核外電子排布1．運動特征(1)?。?/p>

。(2)快：

。(3)輕：

。(4)電子運動的軌跡：不能測定。運動的空間范圍小運動速率快質(zhì)量輕編輯ppt2．電子層的表示方法及各電子層間的關(guān)系電子層數(shù)(n)1234567符號

電子層能量的關(guān)系(由低到高)

電子層離核遠近的關(guān)系(由近到遠)

K<L<M<N<O<P<QK、L、M、N、O、P、QKLMNOPQ編輯ppt3.原子核外電子排布規(guī)律(1)核外電子一般總是盡先排布在

的電子層里。(2)每個電子層最多容納的電子數(shù)為

。①最外層最多容納電子數(shù)不超過

(K層為最外層時不超過

)。②次外層最多容納的電子數(shù)目不超過

，倒數(shù)第三層不超過

。能量較低2n2821832編輯ppt2．核外電子排布的幾條規(guī)律之間有怎樣的關(guān)系？以19號元素K的原子結(jié)構(gòu)示意圖為例來說明?！咎崾尽亢送怆娮优挪嫉膸讞l規(guī)律之間既相互獨立又相互統(tǒng)一，不能孤立地應(yīng)用其中一條。第①、②條是對第(2)條的限制。如鉀原子由于受第①條限制，最外層不能超過8個，故原子結(jié)構(gòu)示意圖為 .編輯ppt三、基態(tài)原子的核外電子排布及表示方法(選修3)1．能層、能級及其最多容納電子數(shù)的關(guān)系能層(n)符號一二三四…KLMN…能級(l)…最多容納…電子數(shù)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f22626102610142818322n2編輯ppt2.原子軌道(1)s電子的原子軌道呈

，ns能級上各有1個原子軌道。(2)p電子原子軌道呈

，np能級各有

個原子軌道，相互垂直。(3)nd能級各有

個原子軌道。(4)nf能級有

個原子軌道。球形對稱紡錘形357編輯ppt3．構(gòu)造原理編輯ppt4．原子核外電子排布的原理(1)能量最低原理：原子的核外電子排布遵循

，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。(2)泡利原理：1個原子軌道里最多容納

電子，且自旋方向相反。(3)洪特規(guī)則內(nèi)容：電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先

，且自旋方向相同。構(gòu)造原理單獨占據(jù)一個軌道2個編輯ppt特例：有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有1個電子的偏差。因為能量相同的原子軌道在

(如p6和d10)、

(如p3和d5)和

(如p0和d0)狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。如：半充滿全充滿全空編輯ppt編輯ppt5．基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(1)電子排布式①用數(shù)字在能級符號的右上角表明該能級上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式，例如K：

。②為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加方括號表示，例如K：

。1s22s22p63s23p64s1[Ar]4s1編輯ppt(2)電子排布圖每個方框或圓圈代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子。如基態(tài)氯原子的核外電子排布圖可表示為：編輯ppt編輯ppt2．(2009年上海單科)9.2g金屬鈉投入到足量的重水中，則產(chǎn)生的氣體中含有 (

)A．0.2mol中子 B．0.4mol電子C．0.2mol質(zhì)子 D．0.4mol分子【解析】由反應(yīng)方程式：2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，可知9.2g金屬鈉完全反應(yīng)產(chǎn)生0.2molD2，一個D原子中含1個質(zhì)子、1個電子、1個中子，故選B?！敬鸢浮?/p>

B編輯ppt3．(2009年全國卷Ⅱ)某元素只存在兩種天然同位素，且在自然界它們的含量相近，其相對原子質(zhì)量為152.0，原子核外的電子數(shù)為63。下列敘述中錯誤的是(

)A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核內(nèi)有63個質(zhì)子D．它的一種同位素的核內(nèi)有89個中子編輯ppt【解析】根據(jù)題意，用質(zhì)子數(shù)分別減去各周期所含有的元素種類，63－2－8－8－18－18＝9，屬于第六周期從左到右的第9種元素，而第六周期中包含鑭系，所以它屬于副族，A、B均正確；因原子核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，C正確；因其兩種同位素的百分含量相同，且平均相對原子質(zhì)量為152.0，所以兩種同位素的相對原子質(zhì)量一個比152.0大，一個比152.0小，即中子數(shù)一個比89大，一個比89小，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

D編輯ppt4．(2009年上海單科)以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是 (

)編輯ppt【解析】

A、B、C三個選項只是表達出氦原子核外有2個電子，而D項能詳盡地描述出電子的運動狀態(tài)。【答案】

D編輯ppt一、原子的組成1．原子的組成編輯ppt2．“三同”比較同分異構(gòu)體同素異形體同位素概念分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物之間互為同分異構(gòu)體同種元素組成結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)之間互為同素異形體質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，同一元素的不同原子間互為同位素對象一般為有機化合物之間單質(zhì)之間原子之間化學(xué)性質(zhì)可能相似也可能不同相似，一定條件下可以相互轉(zhuǎn)變幾乎完全相同實例CH3COOH與HCOOCH3金剛石與石墨、C60；紅磷與白磷；O2與O3編輯ppt3.相對原子質(zhì)量(1)核素的相對原子質(zhì)量一個原子的實際質(zhì)量(kg)與 C原子的實際質(zhì)量(kg)的 相比，所得比值叫做該原子的相對原子質(zhì)量。編輯ppt(2)元素的相對原子質(zhì)量①概念：元素的相對原子質(zhì)量是該元素所含的天然的穩(wěn)定的各核素相對原子質(zhì)量的平均值。②計算＝M1×x1%＋M2×x2%＋…＋Mi×xi%Mi代表各核素的相對原子質(zhì)量，xi%代表各天然核素的原子百分數(shù)。編輯ppt【應(yīng)用指南】

(1)任何微粒中，質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等。(2)有質(zhì)子的微粒不一定有中子，有質(zhì)子的微粒不一定有電子。(3)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素。(4)計算時，用質(zhì)量數(shù)可以代替相對原子質(zhì)量。編輯ppt編輯ppt【思路點撥】

(1)先確定核素X的質(zhì)子數(shù)，再確定HmX分子中質(zhì)子數(shù)；(2)HmX的相對分子質(zhì)量可以用各原子的質(zhì)量數(shù)計算。編輯ppt【答案】

A編輯ppt【拓展訓(xùn)練】

1.下列敘述錯誤的是 (

)A．13C和14C屬于同一種元素，它們互為同位素B．1H和2H是不同的原子，它們的質(zhì)子數(shù)相等C．6Li和7Li的電子數(shù)相等，中子數(shù)也相等D．14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等，它們的中子數(shù)不等編輯ppt【解析】一個原子中，核電荷數(shù)(Z)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)、質(zhì)量數(shù)(A)及中子數(shù)(N)之間的關(guān)系為：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)而具有相同的核電荷數(shù)(Z)，不同的質(zhì)量數(shù)(A)(即具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù))的一類原子互稱同位素。13C和14C是C的不同核素，互稱同位素。1H和2H則是H的不同核素，它們屬于同一種元素、質(zhì)子數(shù)也相等。6Li和7Li是Li的不同核素，它們的電子數(shù)相等，但中子數(shù)不等，14C和14N是不同的元素，其質(zhì)量數(shù)相等，但由于質(zhì)子數(shù)不等，它們的中子數(shù)也不等。【答案】

C編輯ppt2．在一定條件下，完全分解下列某化合物2g，產(chǎn)生氧氣1.6g，此化合物是 (

)編輯ppt【答案】

B編輯ppt二、短周期元素原子的特殊電子排布及等電子微粒歸納1．1～20號元素原子的特殊電子層排布(1)最外層有1個電子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar；編輯ppt(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：O；(5)最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)一半的元素：Li、P；(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：Ne。(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si；編輯ppt(8)次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的元素：Mg；(9)次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素：S；(10)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。編輯ppt2．核外電子數(shù)相等的粒子(1)10電子微粒①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4②陽離子：Mg2＋、Na＋、Al3＋、 、H3O＋③陰離子：N3－、O2－、F－、OH－、編輯ppt(2)18電子微粒①分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2、CH3CH3、CH3OH、N2H4、CH3F、CH3—NH2②陽離子：K＋、Ca2＋③陰離子：P3－、S2－、HS－、Cl－、O編輯ppt【應(yīng)用指南】若兩種微粒的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等，則它們的關(guān)系可能是①兩種原子(同位素)；②兩種分子；③兩種陽離子且?guī)щ姾蓴?shù)相同；④兩種陰離子且?guī)щ姾蓴?shù)相同。編輯ppt

通常情況下，微粒A和B為分子，C和E為陽離子，D為陰離子，它們都含有10個電子；B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D；A、B、E三種微粒反應(yīng)后可得C和一種白色沉淀。請回答：(1)用化學(xué)符號表示下列4種微粒：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)寫出A、B、E三種微粒反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。編輯ppt【思路點撥】列舉出10個電子的分子，陽離子和陰離子―→依據(jù)題給信息篩選出符合題意的微粒―→按要求回答問題。編輯ppt【名師解析】常見的10電子分子有H2O、NH3、CH4、HF等，常見的10電子陽離子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH，常見的10電子陰離子有F－、OH－，根據(jù)“B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D”，可推出A為H2O、B為NH3、C為NH、D為OH－，再根據(jù)A、B、E反應(yīng)后可得C和一種白色沉淀，可推出E為Mg2＋或Al3＋，從而得出答案。編輯ppt【答案】

(1)H2O

NH3

NH

OH－(2)Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH[或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2NH]編輯ppt【拓展訓(xùn)練】

3.今有A、B兩種原子，A原子的M層比B原子的M層少3個電子，B原子的L層電子數(shù)恰為A原子L層電子數(shù)的2倍。A和B分別是 (

)A．硅原子和鈉原子B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子D．碳原子和鋁原子編輯ppt【解析】本題考查了原子核外電子的排布。設(shè)原子A的L、M兩層電子數(shù)分別為x、y，依題意，A、B兩原子的電子層結(jié)構(gòu)為

K

L

MA2x

yB22x

y＋3編輯ppt原子B的M層至少有3個電子，因而其L層的電子數(shù)必然是8個，求得x＝4。對原子A來說，L層有4個電子時只能是最外層，即y＝0，y＋3＝3。因此，這兩個原子核外電子排布為：

K

L

MA240B283【答案】

D編輯ppt三、基態(tài)原子核外電子運動狀態(tài)的表示方法(選修3)2．電子式，如 。3．原子結(jié)構(gòu)示意圖，如。編輯ppt4．電子排布式。用核外電子分布的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。如1s22s22p4、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p64s2、1s22s22p63s23p63d64s2分別是O、Al、Ca、Fe原子的電子排布式。編輯ppt電子排布式中的內(nèi)層電子排布可用相應(yīng)的稀有氣體的元素符號加括號來表示，以簡化電子排布式。如碳、鈉、鈣的簡化電子排布式分別為[He]2s22p2、[Ne]3s1、[Ar]4s2。如果在原子的核外電子排布式中省去“原子實”，剩下的部分稱為外圍電子(價電子)排布式。如氯、釩(23號)、銅(29號)的--電子排布式分別為1s22s22p63s23p5、1s22s22p63s23p63d34s2、1s22s22p63s23p63d104s1，用“原子實”的形式分別表示為[Ne]3s23p5、[Ar]3d34s2、[Ar]3d104s1，其外圍電子(價電子)排布式分別為3s23p5、3d34s2、3d104s1。編輯ppt5．電子排布圖將每一個原子軌道用1個方框或圓圈表示，在方框或圓圈內(nèi)標明基態(tài)原子核外電子分布的式子稱為電子排布圖。例如，O、Na的軌道表示式分別為：編輯ppt 【應(yīng)用指南】

(1)以Al原子為例，電子排布式中各符號、數(shù)字的意義為：編輯ppt(2)以Al原子為例，軌道表示式中各符號、數(shù)字的意義為：編輯pptA、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為______，C的元素符號為______；(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為__________________；編輯ppt(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為__________________。【名師解析】

(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：，可見該元素核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。(2)B－、C＋的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。編輯ppt(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素Fe。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號元素Cu?！敬鸢浮?/p>

(1)N

(2)Cl

K(3)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1編輯ppt【溫馨提示】

(1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下幾種錯誤。編輯ppt(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns，(n－1)d,np順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤?！就卣褂?xùn)練】4.下列元素的原子的電子排布式各違背了哪一規(guī)律？編輯ppt【解析】

(1)對于C原子來說，2p有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應(yīng)該以自旋方向相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，違反了洪特規(guī)則。(2)根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s<E3d，對于21Sc來說，最后3個電子應(yīng)先排滿4s，再排3d，應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，違反了能量最低原則。(3)對于22Ti來說，3p共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違反了泡利不相容原理。【答案】

(1)洪特規(guī)則(2)能量最低原則(3)泡利不相容原理編輯ppt1．(2010年萊蕪質(zhì)檢)簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖所示方法形象表示：編輯ppt其中●表示質(zhì)子或電子，表示中子，則下列有關(guān)①②③的敘述正確的是 (

)A．①②③互為同位素B．①②③互為同素異形體C．①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的微粒D．①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)【解析】①②③分別為H、H、H，三者互為同位素；同位素原子之間物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全一樣；中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，即質(zhì)量數(shù)不同?！敬鸢浮?/p>

A編輯ppt2．已知一般情況下原子核外最外層電子數(shù)相等的元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)。氟元素原子的核外電子排布示意圖為 。下列原子中，與氟元素原子的化學(xué)性質(zhì)相似的是

(

)編輯ppt【解析】從A項到D項，原子最外層電子數(shù)依次為8、4、2、7，故D項符合題意?！敬鸢浮?/p>

D編輯ppt3．在第n電子層中，當(dāng)它作為原子的最外電子層時，容納電子數(shù)最多與(n－1)層相同，當(dāng)它作為原子的次外層時，其電子數(shù)比(n－1)層最多能多10個，則此電子層是 (

)A．K層 B．L層C．M層 D．N層編輯ppt【解析】

n層作為最外層時，最多只能容納8個電子，所以(n－1)層應(yīng)為8個電子，為L層，則n層為M層；若n層為次外層，其次外層電子數(shù)最多為10＋8＝18，則進一步證明為M層?！敬鸢浮?/p>

C編輯ppt4．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是

(

)A．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C．2p軌道上只有三個未成對的電子的X原子與3p軌道上只有三個未成對的電子的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子編輯ppt【解析】

A中1s2結(jié)構(gòu)的原子為He,1s22s2結(jié)構(gòu)的為Be，兩者化學(xué)性質(zhì)不相似；B項X原子為Mg，而N層上有2個電子的有多種元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化學(xué)性質(zhì)不一定相同；C項為同主族的元素，化學(xué)性質(zhì)一定相似；D項最外層只有1個電子的有ⅠA族元素的原子，還有過渡元素中一些元素的原子，如Cr、Cu，故性質(zhì)不一定相似?！敬鸢浮?/p>

C編輯ppt5．五種元素的原子電子層結(jié)構(gòu)如下：A．1s22s22p63s23p63d54s2；B．1s22s22p63s2；C．1s22s