考點(diǎn)07原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布

考點(diǎn)07原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布【學(xué)業(yè)要求】1.知道元素、核素、同位素的含義。2.了解1～18號(hào)元素的原子核外電子的排布，并能用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示原子和簡(jiǎn)單離子。【考點(diǎn)梳理】一、原子核的構(gòu)成、核素、同位素1．原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子構(gòu)成的，原子核又是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。2．質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取整數(shù)值，加起來所得的數(shù)值。3．原子的表示符號(hào)：eq\o\al(A,Z)X表示質(zhì)子數(shù)是Z，質(zhì)量數(shù)為A的一種X原子。4．存在數(shù)據(jù)關(guān)系(1)質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。(2)電性關(guān)系：原子：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)；陰離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)－電荷數(shù)；陽(yáng)離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＋電荷數(shù)。5．核素和同位素(1)核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。(2)同位素：質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)(或中子數(shù))不同的核素互稱為同位素。二、原子核外電子的排布電子層數(shù)1234567符號(hào)KLMNOPQ離核距離近→遠(yuǎn)能量高低低→高(1)各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2(n表示電子層數(shù))。(2)最外層電子數(shù)不超過8個(gè)(K層是最外層時(shí)最多不超過2個(gè))；次外層電子數(shù)不超過18個(gè)；倒數(shù)第三層不超過32個(gè)。(3)核外電子總是先排布在能量最低的電子層上，然后由里往外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層再排M層，依此類推)?！菊骖}演練】(2023.江蘇合格考真題)我國(guó)研發(fā)出高功率全釩液流電池。釩(V)的一種核素為V，“51”表示該核素的A.質(zhì)量數(shù) B.質(zhì)子數(shù) C.中子數(shù) D.電子數(shù)【答案】A【解析】【詳解】元素左下角數(shù)字表示原子序數(shù)（等于質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)），左上角數(shù)字表示質(zhì)量數(shù)（質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和），A正確；故選A。(2022.江蘇合格考真題)猶記2008夏的熱烈，擁抱2022冬的激情。北京冬奧會(huì)全部場(chǎng)館將100%使用太陽(yáng)能、氫能等清潔能源供電，著力打造“綠色冬奧”。太陽(yáng)能電池材料常使用晶體硅。質(zhì)量數(shù)為28的硅原子可以表示為A.Si B.Si C.Si D.Si【答案】C【解析】【詳解】元素符號(hào)的左上方為質(zhì)量數(shù)，左下方為質(zhì)子數(shù)，Si的質(zhì)子數(shù)為14，質(zhì)量數(shù)為28的硅原子可以表示為，故選C。(2021.江蘇合格考真題)2020年11月，嫦娥五號(hào)在長(zhǎng)征五號(hào)火箭的助推下成功發(fā)射，火箭采用液氫、液氧等無毒無污染推進(jìn)劑。嫦娥五號(hào)首次實(shí)現(xiàn)在月球上動(dòng)態(tài)展示五星紅旗(如圖)，并帶著“月壤”從地外天體起飛返回地球。旗開月表，五星閃耀。“月壤”中含有He，該原子的中子數(shù)是A.1 B.2 C.3 D.5【答案】A【解析】He中質(zhì)量數(shù)為3，質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)，He的中子數(shù)是1，故答案為：A。例4.(2020.江蘇合格考真題)聯(lián)合國(guó)將2019年定為“國(guó)際化學(xué)元素周期表年”，以紀(jì)念門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。元素周期律把元素及其化合物納入一個(gè)統(tǒng)一的理論體系，為系統(tǒng)研究元素及其化合物提供了科學(xué)方法，為發(fā)現(xiàn)和探索新元素、新物質(zhì)提供了有效思路。①為紀(jì)念門捷列夫，科學(xué)家將1955年人工合成的一種新元素用符號(hào)“Md”表示，中文命名為“鍆”。核素Md的質(zhì)量數(shù)為（）A.101B.157C.258D.359②Mg和Si都屬于元素周期表第3周期元素，它們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中相同的是（）A.質(zhì)子數(shù)B.電子層數(shù)C.核外電子數(shù)D.最外層電子數(shù)【答案】①.C②.B【解析】①核素Md左上角的阿拉伯?dāng)?shù)字代表的是質(zhì)量數(shù)，故其質(zhì)量數(shù)是258，故選：C。②同一周期具有相同的電子層數(shù)，Mg和Si都屬于元素周期表第3周期元素，它們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中相同的是電子層數(shù)，故選：B。【核心歸納】1．元素、核素、同位素的概念辨析元素核素同位素概念具有相同核電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))的同一類原子的總稱具有一定數(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)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子或同一種元素的不同核素范圍宏觀概念，對(duì)同類原子而言，既有游離態(tài)又有化合態(tài)微觀概念，對(duì)某種元素的一種原子而言微觀概念，對(duì)某種元素的原子而言。因同位素的存在而使原子種類多于元素種類特性主要通過形成的單質(zhì)或化合物來體現(xiàn)不同的核素可能質(zhì)子數(shù)相同，或中子數(shù)相同，或質(zhì)量數(shù)相同，或各數(shù)均不相同同位素(之間)質(zhì)量數(shù)不同，化學(xué)性質(zhì)基本相同實(shí)例氫元素、氧元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(24,12)Mg是不同的核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H為氫元素的同位素2．氫元素的三種核素比較eq\o\al(1,1)H(氕)eq\o\al(2,1)H(氘)eq\o\al(3,1)H(氚)俗稱－重氫超重氫符號(hào)HDT質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)0122．典型微粒的原子核外電子數(shù)(1)核外電子數(shù)相同的微粒核外電子總數(shù)為10的微粒核外電子總數(shù)為18的微粒核外電子總數(shù)及質(zhì)子總數(shù)都相同的離子分子Ne、HF、H2O、NH3、CH4Ar、F2、HCl、H2S、PH3、SiH4、CH3OH、H2O2陽(yáng)離子Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋K＋、Ca2＋Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋陰離子N3－、O2－、F－、OH－S2－、Cl－、HS－F－、OH－或Cl－、HS－(2)特殊的微粒前18號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性：(1)原子核中無中子的原子：eq\o\al(1,1)H；(2)最外層有1個(gè)電子的元素：H、Li、Na；(3)最外層有2個(gè)電子的元素：Be、Mg、He；(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；是次外層電子數(shù)3倍的元素：O；(5)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al；(6)電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：Be；電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li；(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si；(8)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、P；(9)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的元素：He、C、S；是電子層數(shù)3倍的元素：O。【過關(guān)檢測(cè)】1．（2023秋·江蘇常州·高二江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）（Ac的中文名“錒”）是一種醫(yī)用放射性同位素，在治療癌癥方面有重大作用。下列關(guān)于的說法中，正確的是A．質(zhì)子數(shù)為225 B．中子數(shù)為89C．核外電子數(shù)為136 D．質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和為225【答案】D【解析】原子符號(hào)的左上角表示原子的質(zhì)量數(shù)，左下角表示原子的質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)，質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子核外電子數(shù)，則中質(zhì)量數(shù)為225，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=89，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)=22589=136。根據(jù)上述分析可知D項(xiàng)正確，答案選D。2．（2023·江蘇揚(yáng)州·高二揚(yáng)州中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）Na和S都屬于元素周期表第3周期元素，它們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中相同的是A．質(zhì)子數(shù) B．核外電子數(shù)C．電子層數(shù) D．最外層電子數(shù)【答案】C【解析】A．Na的質(zhì)子數(shù)為11，而S的質(zhì)子數(shù)為16，則質(zhì)子數(shù)不等，故A錯(cuò)誤；B．Na的核外電子數(shù)為11，而S的核外電子數(shù)為16，則核外電子數(shù)不等，故B錯(cuò)誤；C．Na和S都屬于元素周期表第3周期元素，原子核外電子層數(shù)均為3，故C正確；D．Na原子最外層電子數(shù)為1，而S原子最外層電子數(shù)為6，則原子最外層電子數(shù)不等，故D錯(cuò)誤；答案為C。3．（2023秋·江蘇南通·高二海安高級(jí)中學(xué)校考學(xué)業(yè)考試）核素的核外電子數(shù)是A．56 B．30 C．82 D．26【答案】D【解析】核素的核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)是在符號(hào)左下邊，即質(zhì)子數(shù)為26，故D符合題意。綜上所述，答案為D。4．（2023·江蘇連云港·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）O常用作“示蹤原子”。下列關(guān)于O的說法正確的是A．質(zhì)子數(shù)是8 B．電子數(shù)是10C．中子數(shù)是18 D．質(zhì)量數(shù)是26【答案】A【解析】A．O左下角的數(shù)字8代表質(zhì)子數(shù)，即質(zhì)子數(shù)是8，A正確；B．電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=8，B錯(cuò)誤；C．O的質(zhì)量數(shù)是18，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)=198=10，C錯(cuò)誤；D．O左上角的數(shù)字18代表質(zhì)量數(shù)，即質(zhì)量數(shù)是18，D錯(cuò)誤；故選：A。5．（2023秋·江蘇蘇州·高一?？计谥校┨岢鲈咏Y(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家，從時(shí)間的先后順序來看，下列排列正確的是A．湯姆生、玻爾、盧瑟福、道爾頓 B．湯姆生、玻爾、道爾頓、盧瑟福C．盧瑟福、道爾頓、湯姆生、玻爾 D．道爾頓、湯姆生、盧瑟福、玻爾【答案】D【解析】1803年道爾頓提純“道爾頓原子論”：原子是一個(gè)堅(jiān)硬的實(shí)心小球；1904年湯姆生提出“葡萄干布丁”模型：原子是一個(gè)帶正電荷的球，電子鑲嵌在里面，原子好似一塊“葡萄干布丁”；1911年盧瑟福提出行星模型：原子的大部分體積是空的，電子按照一定軌道圍繞著一個(gè)帶正電荷的很小的原子核運(yùn)轉(zhuǎn)；1913年玻爾模型電子不是隨意占據(jù)在原子核的周圍，而是在固定的層面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電子從一個(gè)層面躍遷到另一個(gè)層面時(shí)，原子便吸收或釋放能量；綜上所述排序?yàn)榈罓栴D、湯姆生、盧瑟福、玻爾，故選D。6．（2023春·江蘇南通·高一統(tǒng)考階段練習(xí)）我國(guó)科研人員成功合成新核素錒?204()。錒?204的中子數(shù)為A．89 B．115 C．204 D．293【答案】B【解析】A．新核素錒?204()，則質(zhì)子數(shù)為89，故A錯(cuò)誤；B．新核素錒?204()，則質(zhì)子數(shù)為89，中子數(shù)＝204?89＝115，故B正確；C．新核素錒?204()，則質(zhì)量數(shù)為204，故C錯(cuò)誤；D．新核素錒?204()，則質(zhì)量數(shù)為204，質(zhì)子數(shù)為89，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。7．（2016春·江蘇南通·高二學(xué)業(yè)考試）2016年1月《中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)道，又有113號(hào)、115號(hào)、117號(hào)和118號(hào)四種元素被載入元素周期表。其中118號(hào)元素的原子符號(hào)為Uuo，“294”是指該原子的A．原子序數(shù) B．電子數(shù) C．中子數(shù) D．質(zhì)量數(shù)【答案】D【解析】根據(jù)原子結(jié)構(gòu)表示形式，左上角為質(zhì)量數(shù)，故選項(xiàng)D正確。8．（2017春·江蘇南通·高二江蘇省南通中學(xué)校聯(lián)考學(xué)業(yè)考試）放射性同位素鈥的原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是A．32 B．67 C．99 D．166【答案】A【解析】在表示原子組成時(shí)元素符號(hào)的左下角表示質(zhì)子數(shù)，左上角表示質(zhì)量數(shù)。因?yàn)橘|(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和是質(zhì)量數(shù)，而質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，所以原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是166－67－67＝32，答案選A。9．（2023·江蘇南通·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）工業(yè)上可以利用氪的一種同位素進(jìn)行測(cè)井探礦、無損探傷、檢查管道泄漏等。這里的85是指A．質(zhì)子數(shù) B．電子數(shù) C．中子數(shù) D．質(zhì)量數(shù)【答案】D【解析】的質(zhì)量數(shù)為85，質(zhì)子數(shù)為36，故選D。10．（2023秋·江蘇連云港·高二校聯(lián)考學(xué)業(yè)考試）研究化學(xué)反應(yīng)常用作為示蹤原子。該原子的中子數(shù)是（

）A．8 B．10 C．16 D．18【答案】B【解析】研究化學(xué)反應(yīng)常用作為示蹤原子，原子的中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)?質(zhì)子數(shù)=18?8=10，故B正確。綜上所述，答案為B?！军c(diǎn)睛】中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)?質(zhì)子數(shù)。11．（2023秋·江蘇鹽城·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）核素Ni的中子數(shù)是A．28 B．63 C．35 D．91【答案】C【解析】原子符號(hào)左下角為質(zhì)子數(shù)，左上角為質(zhì)量數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和，則核素Ni的中子數(shù)為6328＝35，故合理選項(xiàng)是C。12．（2023秋·江蘇南京·高二校聯(lián)考學(xué)業(yè)考試）空間站是一種可以提供多名航天員巡防、長(zhǎng)期工作和生活的載人航天器?？臻g站補(bǔ)充的一種方式是通過化學(xué)反應(yīng)來生成。電解水可以生成和，其中可以直接供人類呼吸使用。在一定條件下與人類呼出的反應(yīng)生成和，然后又可以電解產(chǎn)生。這樣就可以形成一個(gè)循環(huán)的反應(yīng)鏈。C和O都屬于元素周期表第二周期元素，他們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中相同的是A．質(zhì)子數(shù) B．電子層數(shù) C．核外電子數(shù) D．最外層電子數(shù)【答案】B【解析】C是6號(hào)元素，有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)核外電子，最外層電子數(shù)是4，O是8號(hào)元素，有8個(gè)質(zhì)子和8個(gè)核外電子，最外層電子數(shù)是6，C和O都屬于元素周期表第2周期元素，即核外都有2個(gè)電子層，所以C和O的質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)和最外層電子數(shù)都不同，只有電子層數(shù)相同。故選B。13．（2023秋·江蘇揚(yáng)州·高一統(tǒng)考期中）諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者艾哈邁德·澤維爾開創(chuàng)了“飛秒化學(xué)”的新領(lǐng)域，使運(yùn)用激光技術(shù)、光譜技術(shù)觀察化學(xué)反應(yīng)時(shí)分子中原子的運(yùn)動(dòng)成為可能。據(jù)此，你認(rèn)為該技術(shù)確定能觀察到的是A．化學(xué)變化中原子核外電子的變化 B．原子核的內(nèi)部構(gòu)成C．化學(xué)變化中生成物分子的形成 D．反應(yīng)中原子核內(nèi)質(zhì)子的變化【答案】C【解析】根據(jù)題意，該技術(shù)可能觀察化學(xué)反應(yīng)時(shí)分子中原子的運(yùn)動(dòng)，則可確定能觀察C化學(xué)變化中生成物分子的形成，但原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)觀察不到，如：A化學(xué)變化中原子核外電子的變化、B原子核的內(nèi)部構(gòu)成、D反應(yīng)中原子核內(nèi)質(zhì)子的變化；故選C。14．（2023秋·江蘇鹽城·高一校考期中）原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為A．14 B．38 C．52 D．90【答案】A【解析】原子符號(hào)左上角為質(zhì)量數(shù)，左下角為質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，核外電子數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)，原子核內(nèi)中子數(shù)為9038=52，核外電子數(shù)為38，兩者之差為5238=14；故答案選A。15．（2023秋·江蘇淮安·高一?？茧A段練習(xí)）2016年11月國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)公布了人工合成的第113、115、117和118號(hào)元素。其中118號(hào)元素Og是由美國(guó)與俄羅斯科學(xué)家合作合成的，其質(zhì)量數(shù)為294。下列說法中，正確的是A．其原子核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都是118 B．其原子核內(nèi)中子數(shù)為118C．其原子核外電子數(shù)為176 D．該原子可表示為Og【答案】D【分析】質(zhì)量數(shù)=中子數(shù)+質(zhì)子數(shù)；原子序數(shù)=核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)?！窘馕觥緼．中子數(shù)=294118=176，質(zhì)子數(shù)為118，兩者不等，故A錯(cuò)誤；B．中子數(shù)=294118=176，故B錯(cuò)誤；C．核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=118，故C錯(cuò)誤；D．該原子的質(zhì)量數(shù)為294，質(zhì)子數(shù)為118，可表示為Og，故D正確；故選D。16．（2023·江蘇南京·高二南京師范大學(xué)附屬揚(yáng)子中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）NO在人體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。N和O都位于元素周期表第2周期，它們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中相同的是A．質(zhì)子數(shù) B．電子數(shù) C．電子層數(shù) D．最外層電子數(shù)【答案】C【解析】A．N含有7個(gè)質(zhì)子，O含有8個(gè)質(zhì)子，A不符合題意；B．N含有7個(gè)電子，O含有8個(gè)電子，B不符合題意；C．N和O均有2層電子層，C符合題意；D．N的最外層電子數(shù)為5，O的最外層電子數(shù)為6，D不符合題意；故選C。17．（2023秋·江蘇·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）是一種人工合成的超重化學(xué)元素，其中子數(shù)為A．176 B．293 C．117 D．410【答案】A【解析】的質(zhì)子數(shù)是117