2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第5章物质结构与性质　元素周期律第5章 第26讲　原子结构　核外电子排布规律

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第26 讲　原子结构　核外电子排布规律
[复习目标]　1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2.了解原子核外电子的运动状态、能级分
布和排布原理。3.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。
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
(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(
)
答案　1.√　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×
7．√
一、微粒中“粒子数”的确定
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．(1)1 mol H218O与1 mol D216O的中子数之比为________。
(2)已知阴离子 R2－的原子核内有 n个中子，R原子的质量数为 m，则 w g R 原子完全转化为
R2－时，含有电子的物质的量是___________________________________________________。
答案　(1)1∶1　(2) mol
解析　(2)质量数＝质子数＋中子数，则 R的质子数为 m－n，故 R2－的核外电子数为 m－n＋
2，w g R 原子的物质的量为 mol，所以 w g R2－含有电子的物质的量为 mol×(m－n＋2)＝
mol。
二、元素、核素、同位素的概念辨析
3．汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913 年发现了 Ne。下列有关说法正确的是(
)
A.Ne 和Ne 属于同素异形体
B.Ne 和 Ne 属于不同的核素
C.Ne 和Ne 的中子数相同
D.Ne 转变为 Ne 为化学变化
答案　B
解析　Ne 和Ne 的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，互为同位素，不互为同素异
形体，A、C项错误，B项正确；Ne 转变为 Ne，没有新物质生成，不是化学变化，D项错
误。
4．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。
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。① 1s 、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 1131351357
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　② 2s<2px＝2py＝2pz
2．基态与激发态　原子光谱
(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
摘要：

第26讲　原子结构　核外电子排布规律[复习目标]　1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。3.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...

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