資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第02講 原子結構與性質
目 錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 4
考點一 原子結構 4
知識點1 原子結構 4
知識點2 元素、核素、同位素 5
考向1 考查核反應方程的簡單分析 6
考向2 考查“五同”概念辨析 7
考點二　原子核外電子運動狀態 8
知識點1 電子的運動特征 8
知識點2 能層和能級 8
知識點3 原子軌道——電子在原子核外的一個空間運動狀態 9
知識點4 泡利原理、洪特規則、能量最低原理 9
知識點5 原子核外電子運動狀態的描述——“四個量子數” 11
考向1 電子排布式表達式的規范書寫 11
考向2 電子躍遷與原子光譜 13
04 真題練習·命題洞見 14
考點要求 考題統計 考情分析
原子結構 2024·廣東卷第3題，2分 2024·湖北卷第12題，3分 2024·北京卷第1題，3分 2024·上海卷第2題，3分 2024·河北卷第8題，3分 2023湖南卷第2題，3分 2023·江蘇卷第5題，3分 2022·北京卷第3題，3分 2022·天津卷第10題，3分 2022浙江1月卷第7題，2分 2021卷廣東卷第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律： 1．從考查題型和內容上看，高考命題以選擇題、非選擇題呈現，考查內容主要有以下3個方面： （1）元素、核素、同位素、同素異形體概念的辨析。 （2）原子中質量數、質子數、中子數、核外電子數之間的相互關系及計算。 （3）根據原子核外電子排布判斷元素種類、書寫電子排布式和電子排布圖。 2．從命題思路上看，主要以選擇題的形式為主。 （1）選擇題 以最新的科技成果、新聞事件為背景，考查原子結構、同位素、核素知識，核外電子排布表達式的正誤判斷。 （2）非選擇題 直接考查電子排布式和電子排布圖的書寫，利用核外電子排布推斷元素等。 3.根據高考命題的特點和規律，復習時要注意以下幾個方面： （1）同位素和同素異形體的概念分析、原子構成微粒之間的關系。 （2）原子結構及核外電子排布特性(全空、半充滿、全充滿的穩定性)。 （3）規范化學術語的書寫，重點掌握第四周期過渡元素的電子排布式和電子排布圖。
原子核外電子運動狀態 2024·江蘇卷第4題，3分 2024·甘肅卷第2題，3分 2024·山東卷第3題，3分 2023·北京卷第2題，3分 2023浙江1月卷第3題，2分 2022·海南卷第5題，2分 2022浙江六卷第7題，2分 2022·北京卷第2題，3分 2021天津卷第20題（1），2分
復習目標： 1．能說明微觀粒子的運動狀態與宏觀物體運動特點的差異。 2．能結合能量最低原理、泡利原理、洪特規則書寫1～36號元素基態原子的核外電子排布式和電子排布圖，并說明含義。
考點一 原子結構
知識點1 原子結構
1.原子的構成粒子
2.微粒之間的等式關系
1）質量關系：質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)；
2）電性關系：
①原子中：質子數(Z)＝核電荷數＝核外電子數；
②陽離子的核外電子數＝質子數－陽離子所帶的電荷數，如Mg2＋的核外電子數是10。
③陰離子的核外電子數＝質子數＋陰離子所帶的電荷數，如Cl－的核外電子數是18。
3.微粒符號周圍數字的含義
【特別提醒】①原子中不一定都含有中子，如H中沒有中子。
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個電子形成＋1價陽離子的不一定是金屬原子，如氫原子失去1個電子形成H＋。
④形成穩定結構的離子最外層不一定是8個電子，如Li＋為2個電子穩定結構。
知識點2 元素、核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互關系
2.同位素的特征
①相同存在形態的同位素，化學性質幾乎完全相同，物理性質不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(豐度)一般不變。
3.同位素的“六同三不同”
4.常見的重要核素及其應用
核素 U C H(D) H(T) O
用途 核燃料 用于考古斷代 制氫彈 示蹤原子
5.元素、核素、同位素的聯系與區別
①現行元素周期表已發現的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數遠大于118種。
②不同核素可能具有相同的質子數，如H、H；也可能具有相同的中子數，如C、O；也可能具有相同的質量數，如C、N。
③同位素之間的轉化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應。
④同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
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。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
6.相對原子質量
（1）原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的_____的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
（2）元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的相對原子質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)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
（3）核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
（4）元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的質量數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)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
7.核反應方程
①盧瑟福發現質子：N＋He→O＋H
②查德威克發現中子：Be＋H→C＋n
③鈾核裂變反應：U＋n→Kr＋Ba＋3n
④氘核與氚核聚變反應：H＋H→He＋n
考向1 考查核反應方程的簡單分析
例1科學家利用粒子(即氦核)進行多種核反應：、。已知和都具有放射性，下列說法錯誤的是
A．X元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族
B．和互為同位素，化學性質相同
C．、都可作為示蹤原子
D．核反應產生的能量可用于發電，屬于化學能轉化為電能
【思維建模】核反應方程分析思路
（1）質量數守恒：各微粒左上角數字之和在核反應前后相等；
（2）電荷數守恒：各微粒左下角數字之和(正電荷數)在核反應前后相等
例：碳14的β衰變：C→N＋e
質量數守恒表達式：14＝14＋0；電荷數守恒表達式：6＝7－1。
【變式訓練1】（2024·山東泰安·三模）核反應和為研究原子結構和發現新原子做出了重要貢獻。下列說法錯誤的是
A．c=13b
B．X、Y、Z形成的單質分子均為非極性分子
C．Q、R 為質量數相同的不同核素
D．基態 W 與Z原子核外電子的空間運動狀態種類相等
【變式訓練2】（23-24高三下·河北石家莊·階段考試）盧瑟福發現質子的核反應為；盧瑟福的學生查德威克發現中子的核反應為。下列說法錯誤的是
A．Y元素的第一電離能高于同周期相鄰元素的
B．元素的電負性：
C．和的簡單氫化物中中心原子的價層電子對數目相同
D．的空間結構為直線形
考向2 考查“五同”概念辨析
例2（2024·浙江杭州·模擬預測）下列說法不正確的是
A．和互為同位素 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體
【思維建模】同系物、同分異構體、同位素、同素異形體、同種物質的比較
定義 比較對象 分子式 結構 性質
同位素 質子數相同、中子數不同的核素(原子)互稱為同位素 核素(原子) 符號表示不同，如：H、H、H 電子排布相同，原子核結構不同 物理性質不相同，化學性質相同
同素異形體 同一元素組成的不同單質 單質 元素符號表示相同，分子式可不同，如：金剛石和石墨、O2和O3 單質的組成或結構不同 物理性質不同，化學性質相似
同分異構體 分子式相同，結構不同的化合物互稱為同分異構體 化合物 相同 不同 物理性質不同，化學性質不一定相同
同種物質 分子式和結構式都相同的物質 － 相同 相同 相同
同系物 結構相似，分子組成上相差若干個CH2原子團的有機物 化合物 不相同 相似 物理性質不同，化學性質相似
【變式訓練1】（2024·江西宜春·模擬預測）科技發展與化學密切相關。下列說法錯誤的是
A．TiO2光催化乙苯脫氫轉化為苯乙烯，兩種有機物互為同分異構體
B．科研團隊合成環狀的C10和C14，C10和C14互為同素異形體
C．鈮酸鋰(LiNbO3)納米超材料具有獨特光學特性，的中子數為52
D．通過原電池原理將氮氣和氫氣轉化為NH3同時放出電能，該過程屬于人工固氮的過程
【變式訓練2】（2024·廣東東莞·模擬預測）科學技術是第一生產力，下列說法正確的是
A．“海基一號”成功從深海開采石油和天然氣水合物，天然氣屬于新能源
B．我國首次獲得公斤級豐度99%100Mo產品，100Mo與98Mo互為同位素
C．“煤制烯現代化成套技術開發及應用”中煤的氣化屬于物理變化
D．“殲-35”戰斗機機翼所使用的“碳纖維布”(聚丙烯腈經碳化而成)與金剛石互為同素異形體
考點二　原子核外電子運動狀態
知識點1 電子的運動特征
電子是質量輕、帶負電的微觀粒子，并具有波粒二象性。電子可以在原子內部進行圓周運動，運動速度很快，接近光速，與宏觀物體的運動有極大不同：不能同時確定速度和位置，不能描繪運動軌跡。
知識點2 能層和能級
1.能層：根據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n表示。n值越大，能量越高。
2.能級
（1）根據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。
（2）能級用相應能層的序數和字母s、p、d、f組合在一起來表示，如n能層的能級按能量由低到高的順序排列為ns、np、nd、nf等。
（3）能層序數等于該能層所包含的能級數，如第三能層有3s、3p、3d能級。
（4）s、p、d、f能級可容納的電子數為1、3、5、7的二倍。
3.能層、能級與其容納的最多電子數之間的關系
能層(n) 一 二 三 四 五 六 七 …
符號 K L M N O P Q …
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … …
容納最多電子數　 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … …
2 8 18 32 …… … … 2n2
知識點3 原子軌道——電子在原子核外的一個空間運動狀態
1.電子云：電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。小黑點越密，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（px，py，pz，它們相互垂直），即p能級電子有3個伸展方向；d能級電子有5個伸展方向；f能級電子有7個伸展方向。
3.原子軌道：量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道，即電子云的伸展方向。
能級符號 電子云形狀 空間延伸方向
s 球形 一種
p 啞鈴形 三種(相互垂直，分別相對 于x、y、z軸對稱)
d / /
f / /
4.軌道能量
①同能層的不同能級能量s②不同能層相同能級的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半徑隨能層增大而增大。
③同能層同能級不同軌道能量相同，如2px＝2py＝2pz。
知識點4 泡利原理、洪特規則、能量最低原理
1.構造原理：隨著原子核電荷數的遞增，原子核每增加一個質子，原子核外便增加一個電子，這個電子大多是按如圖所示的能級順序填充的，填滿一個能級再填一個新能級。
【特別提醒】所有電子排布規則都需要滿足能量最低原理。絕大多數基態原子核外電子的排布都遵循構造原理。順序如圖。構造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層的能級有能級交錯現象。構造原理是書寫基態原子電子核外排布式的依據，也是繪制基態原子核外電子排布圖（即軌道表示式）的主要依據之一。
2.核外電子排布的三個規律
能量最 低原理 原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態
泡利原理 每個原子軌道里最多只能容納2個自旋狀態相反的電子
洪特規則 當電子排布在同一能級的不同簡并軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同
3.核外電子排布表示方法
表示方法 以硫原子為例
原子結構示意圖
電子排布式 1s22s22p63s23p4
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖(軌道表示式)
價電子排布式 3s23p4
4.原子狀態與原子光譜
（1）基態原子：處于最低能量的原子。
（2）激發態原子：基態原子的電子吸收能量后，電子躍遷到較高能級，變成激發態原子。
（3）原子光譜
①當電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，釋放一定頻率的光子，這是產生原子發射光譜的原因；當電子從較低能量的激發態乃至基態躍遷到較高能量的激發態時，需吸收一定頻率的光子，這是產生原子吸收光譜的原因。
②不同元素的原子發生躍遷時會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射光譜，總稱原子光譜。利用原子光譜的特征譜線來鑒定元素的分析方法，稱為光譜分析。
③光譜分析的應用：鑒定元素。
知識點5 原子核外電子運動狀態的描述——“四個量子數”
1.主量子數n，n＝1，2，3，4，……(只能取正整數)，描述原子中電子出現概率最大區域離核的遠近(對應不同的能層)，用K、L、M、N等符號表示，決定電子能量高低。
2.角量子數l，l＝0，1，2，3……n－1(取值受n的限制)，描述原子軌道或電子云的形狀(對應不同的能級)，用s、p、d、f等符號表示，與主量子數n共同決定電子的能量。
3.磁量子數m，m＝0，±1，±2，……±l(取值受l的限制)，描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向(對應不同的原子軌道)。
4.自旋磁量子數ms，ms＝±，表示同一原子軌道中電子的兩種自旋狀態。如對于基態的氟原子，其價電子自旋磁量子數的代數和為＋或－，即：F原子核外電子數為9，基態氟原子核外電子排布式為1s22s22p5，其價電子排布式為2s22p5，若一種自旋狀態用＋表示，與之相反的用－表示，則價電子自旋磁量子數的代數和為×4＋×3＝＋，也可以是×3＋×4＝－。
考向1 電子排布式表達式的規范書寫
例1（2024·北京·模擬預測）下列化學用語或圖示表達正確的是
A．氯分子中的化學鍵可以表示為
B．的價層電子軌道表示式為
C．KCN的電子式可以表示為
D．Cu的原子結構示意圖為
【思維建模】1.基態原子（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 1s22s22p63s23p4
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖（或軌道表示式）
價電子排布式或軌道表示式 3s23p4
離子（S2-）的電子、價電子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
2.電子排布式書寫的易錯點
（1）電子排布式的書寫:
①要依據構造原理來完成；
②對于副族元素要注意能級交錯；
③要注意“價電子排布”“核外電子排布”的區別；④關注原子電子排布式與離子電子排布式的區別。
（2）并不是所有的原子核外電子的排布都遵循構造原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr:[Ar]3d54s1，Cu:[Ar]3d104s1。
（3）與化合價有關的電子叫價層電子，價層電子并不都是指原子的最外層電子，主族元素的價層電子就是最外層電子，但過渡元素的價層電子包括最外層s電子，次外層d電子，有的還包括倒數第三層f電子。
（4）書寫電子排布式時，同一能層按能級由低到高順序連在一起。如基態Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，而不能寫成1s22s22p63s23p64s23d6。
（5）在原子失去價電子時，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層失去。如基態Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能級上的兩個電子和3d能級上的一個電子。
（6）在畫基態原子的軌道表示式時，常出現以下錯誤:
①(違反能量最低原理)；
②(違反泡利原理)；
③(違反洪特規則)；
④(違反洪特規則)；
⑤畫軌道表示式時，不能省略空軌道。如C的軌道表示式應為，而不是。
【變式訓練1】（2024·貴州·模擬預測）下列化學用語錯誤的是
A．基態鎵原子的電子排布式為
B．基態砷原子價層電子排布圖為
C．新戊烷的結構簡式為
D．氫化銨的電子式為
【變式訓練2】（2024·湖南長沙·三模）化學用語是學習化學的工具。下列化學用語表述錯誤的是
A．和核內中子數之比為1∶2
B．可表示原子、陽離子以及陰離子
C．可表示乙烷
D．基態鉻原子的簡化電子排布式：[Ar]3d44s2
考向2 電子躍遷與原子光譜
例2（2024·廣東江門·三模）化學之美，美在結構，美在變化，下列說法不正確的是
A．天然鉆石在打磨過程中，共價鍵斷裂
B．霓虹燈發光是由于電子從基態躍遷到激發態產生
C．紅墻灰瓦是中國傳統建筑，墻的紅色來源于氧化鐵
D．清晨山頂光束如瀑布般傾瀉而下，是丁達爾效應帶了的美景
【思維建模】（1）原子光譜：不同元素原子的電子發生躍遷時會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射光譜，總稱原子光譜。
（2）原子光譜形成原因：
（3）原子光譜分類及其特征：
吸收光譜：明亮背景的暗色譜線
發射光譜：暗色背景的明亮譜線
（4）原子光譜的應用——光譜分析
①在現代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。
②生產生活：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。
【變式訓練1】（2024·廣東江門·三模）百年變局，科技創新是“關鍵變量”，下列科技成果中所蘊含的化學知識敘述不正確的是
A．“北斗衛星”使用的氮化鎵芯片屬于新型無機非金屬材料
B．量子計算機“悟空”傳導信號用的光纖主要成分是
C．“天宮”空間站存儲器使用的材料石墨烯與金剛石互為同素異形體
D．“夢天實驗艙”原子鐘利用電子躍遷計時，工作時發生化學變化
【變式訓練2】（2024·黑龍江牡丹江·一模）化學與生活息息相關。下列說法錯誤的是
A．LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關
B．乙二醇可用于生產汽車防凍液
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、強度小可用于制造飛機外殼
1．（2022·天津卷）下列敘述錯誤的是
A．是極性分子
B．原子的中子數為10
C．與互為同素異形體
D． 和 互為同系物
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用。、、是氫元素的3種核素，基態H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應中，與足量反應生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發、碳中和等方面具有重要應用，如在催化劑作用下與反應可得到。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列說法正確的是
A．、、都屬于氫元素
B．和的中心原子軌道雜化類型均為
C．分子中的化學鍵均為極性共價鍵
D．晶體中存在Ca與之間的強烈相互作用
3．（2024·北京卷）我國科研人員利用激光操控方法，從原子束流中直接俘獲原子，實現了對同位素的靈敏檢測。的半衰期(放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間)長達10萬年，是的17倍，可應用于地球科學與考古學。下列說法正確的是
A．的原子核內有21個中子
B．的半衰期長，說明難以失去電子
C．衰變一半所需的時間小于衰變一半所需的時間
D．從原子束流中直接俘獲原子的過程屬于化學變化
4．（2024·湖北卷）在超高壓下轉化為平行六面體的分子(如圖)。下列說法錯誤的是
A．和互為同素異形體 B．中存在不同的氧氧鍵
C．轉化為是熵減反應 D．常壓低溫下能穩定存在
5．（2024·河北卷）從微觀視角探析物質結構及性質是學習化學的有效方法。下列實例與解釋不符的是
選項 實例 解釋
A 原子光譜是不連續的線狀譜線 原子的能級是量子化的
B 鍵角依次減小 孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力
C 晶體中與8個配位，而晶體中與6個配位 比的半徑大
D 逐個斷開中的鍵，每步所需能量不同 各步中的鍵所處化學環境不同
6．（2024·甘肅卷）下列化學用語表述錯誤的是
A．和的最外層電子排布圖均為
B．和的電子式分別為和
C．的分子結構模型為
D．、和互為同位素
7．（2022·海南卷）鈉和鉀是兩種常見金屬，下列說法正確的是
A．鈉元素的第一電離能大于鉀 B．基態鉀原子價層電子軌道表示式為
C．鉀能置換出NaCl溶液中的鈉 D．鈉元素與鉀元素的原子序數相差18
8．（2024·山東卷）下列化學用語或圖示正確的是
A．的系統命名：2-甲基苯酚
B．分子的球棍模型：
C．激發態H原子的軌道表示式：
D．鍵形成的軌道重疊示意圖：
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第02講 原子結構與性質
目 錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 4
考點一 原子結構 4
知識點1 原子結構 4
知識點2 元素、核素、同位素 5
考向1 考查核反應方程的簡單分析 6
考向2 考查“五同”概念辨析 7
考點二　原子核外電子運動狀態 9
知識點1 電子的運動特征 9
知識點2 能層和能級 9
知識點3 原子軌道——電子在原子核外的一個空間運動狀態 9
知識點4 泡利原理、洪特規則、能量最低原理 10
知識點5 原子核外電子運動狀態的描述——“四個量子數” 11
考向1 電子排布式表達式的規范書寫 12
考向2 電子躍遷與原子光譜 14
04 真題練習·命題洞見 16
考點要求 考題統計 考情分析
原子結構 2024·廣東卷第3題，2分 2024·湖北卷第12題，3分 2024·北京卷第1題，3分 2024·上海卷第2題，3分 2024·河北卷第8題，3分 2023湖南卷第2題，3分 2023·江蘇卷第5題，3分 2022·北京卷第3題，3分 2022·天津卷第10題，3分 2022浙江1月卷第7題，2分 2021卷廣東卷第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律： 1．從考查題型和內容上看，高考命題以選擇題、非選擇題呈現，考查內容主要有以下3個方面： （1）元素、核素、同位素、同素異形體概念的辨析。 （2）原子中質量數、質子數、中子數、核外電子數之間的相互關系及計算。 （3）根據原子核外電子排布判斷元素種類、書寫電子排布式和電子排布圖。 2．從命題思路上看，主要以選擇題的形式為主。 （1）選擇題 以最新的科技成果、新聞事件為背景，考查原子結構、同位素、核素知識，核外電子排布表達式的正誤判斷。 （2）非選擇題 直接考查電子排布式和電子排布圖的書寫，利用核外電子排布推斷元素等。 3.根據高考命題的特點和規律，復習時要注意以下幾個方面： （1）同位素和同素異形體的概念分析、原子構成微粒之間的關系。 （2）原子結構及核外電子排布特性(全空、半充滿、全充滿的穩定性)。 （3）規范化學術語的書寫，重點掌握第四周期過渡元素的電子排布式和電子排布圖。
原子核外電子運動狀態 2024·江蘇卷第4題，3分 2024·甘肅卷第2題，3分 2024·山東卷第3題，3分 2023·北京卷第2題，3分 2023浙江1月卷第3題，2分 2022·海南卷第5題，2分 2022浙江六卷第7題，2分 2022·北京卷第2題，3分 2021天津卷第20題（1），2分
復習目標： 1．能說明微觀粒子的運動狀態與宏觀物體運動特點的差異。 2．能結合能量最低原理、泡利原理、洪特規則書寫1～36號元素基態原子的核外電子排布式和電子排布圖，并說明含義。
考點一 原子結構
知識點1 原子結構
1.原子的構成粒子
2.微粒之間的等式關系
1）質量關系：質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)；
2）電性關系：
①原子中：質子數(Z)＝核電荷數＝核外電子數；
②陽離子的核外電子數＝質子數－陽離子所帶的電荷數，如Mg2＋的核外電子數是10。
③陰離子的核外電子數＝質子數＋陰離子所帶的電荷數，如Cl－的核外電子數是18。
3.微粒符號周圍數字的含義
【特別提醒】①原子中不一定都含有中子，如H中沒有中子。
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個電子形成＋1價陽離子的不一定是金屬原子，如氫原子失去1個電子形成H＋。
④形成穩定結構的離子最外層不一定是8個電子，如Li＋為2個電子穩定結構。
知識點2 元素、核素、同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互關系
2.同位素的特征
①相同存在形態的同位素，化學性質幾乎完全相同，物理性質不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(豐度)一般不變。
3.同位素的“六同三不同”
4.常見的重要核素及其應用
核素 U C H(D) H(T) O
用途 核燃料 用于考古斷代 制氫彈 示蹤原子
5.元素、核素、同位素的聯系與區別
①現行元素周期表已發現的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數遠大于118種。
②不同核素可能具有相同的質子數，如H、H；也可能具有相同的中子數，如C、O；也可能具有相同的質量數，如C、N。
③同位素之間的轉化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應。
④同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
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。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
6.相對原子質量
（1）原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
（2）元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的相對原子質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)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
（3）核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
（4）元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的質量數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)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
7.核反應方程
①盧瑟福發現質子：N＋He→O＋H
②查德威克發現中子：Be＋H→C＋n
③鈾核裂變反應：U＋n→Kr＋Ba＋3n
④氘核與氚核聚變反應：H＋H→He＋n
考向1 考查核反應方程的簡單分析
例1科學家利用粒子(即氦核)進行多種核反應：、。已知和都具有放射性，下列說法錯誤的是
A．X元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族
B．和互為同位素，化學性質相同
C．、都可作為示蹤原子
D．核反應產生的能量可用于發電，屬于化學能轉化為電能
【答案】D
【解析】A．因為核反應過程中電子數不變，由題意可推出，所以X是O，位于元素周期表中第二周期第ⅥA族，A正確；B．同位素的化學性質幾乎相同，B正確；C．由于、都具有放射性，所以均可作為示蹤原子，C正確；D．核反應不屬于化學反應的范疇，利用核反應產生的能量發電是將核能轉化為電能，D錯誤；故選D。
【思維建模】核反應方程分析思路
（1）質量數守恒：各微粒左上角數字之和在核反應前后相等；
（2）電荷數守恒：各微粒左下角數字之和(正電荷數)在核反應前后相等
例：碳14的β衰變：C→N＋e
質量數守恒表達式：14＝14＋0；電荷數守恒表達式：6＝7－1。
【變式訓練1】（2024·山東泰安·三模）核反應和為研究原子結構和發現新原子做出了重要貢獻。下列說法錯誤的是
A．c=13b
B．X、Y、Z形成的單質分子均為非極性分子
C．Q、R 為質量數相同的不同核素
D．基態 W 與Z原子核外電子的空間運動狀態種類相等
【答案】B
【分析】由信息推知：分別為，核素的質子數為91、質量數為234；
【解析】A．根據分析可知，，A項正確；B．X可以形成O2、O3兩種單質分子，為極性分子，B項錯誤；C．為質量數相同、質子數不同的不同核素，C項正確；D．電子的空間運動狀態數等于原子軌道數，基態和原子均只有軌道，故空間運動狀態種類相等，D項正確；答案選B。
【變式訓練2】（23-24高三下·河北石家莊·階段考試）盧瑟福發現質子的核反應為；盧瑟福的學生查德威克發現中子的核反應為。下列說法錯誤的是
A．Y元素的第一電離能高于同周期相鄰元素的
B．元素的電負性：
C．和的簡單氫化物中中心原子的價層電子對數目相同
D．的空間結構為直線形
【答案】B
【分析】由和結合質子守恒、質量守恒可知X為氧元素、Y為鈹元素、Z為碳元素，據此回答。
【解析】A．同周期第一電離能從左向右遞增，鈹在第ⅡA族，處于全充滿結構，第一電離能大于相鄰元素，鈹大于硼，故A項正確；B．同周期電負性從左向右遞增，且氫元素大于鈹元素，所以元素電負性X>H>Y，故B項錯誤；C．X和Z的簡單氫化物分別為H2O和CH4，其中心原子的價層電子對數均是4，故C項正確；D．ZX2即為CO2，其中心原子雜化方式為sp，所以空間結構為直線形，故D項正確；故本題選B。
考向2 考查“五同”概念辨析
例2（2024·浙江杭州·模擬預測）下列說法不正確的是
A．和互為同位素 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體
【答案】B
【解析】A．和質子數相同，中子數不同，互為同位素，A正確；B．石墨烯為碳單質，丙烯分子式為C3H6，二者不互為同系物，B錯誤；C．氧氣和臭氧均為氧元素組成的不同單質，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C3H6O2，結構不同，二者互為同分異構體，D正確；故選B。
【思維建模】同系物、同分異構體、同位素、同素異形體、同種物質的比較
定義 比較對象 分子式 結構 性質
同位素 質子數相同、中子數不同的核素(原子)互稱為同位素 核素(原子) 符號表示不同，如：H、H、H 電子排布相同，原子核結構不同 物理性質不相同，化學性質相同
同素異形體 同一元素組成的不同單質 單質 元素符號表示相同，分子式可不同，如：金剛石和石墨、O2和O3 單質的組成或結構不同 物理性質不同，化學性質相似
同分異構體 分子式相同，結構不同的化合物互稱為同分異構體 化合物 相同 不同 物理性質不同，化學性質不一定相同
同種物質 分子式和結構式都相同的物質 － 相同 相同 相同
同系物 結構相似，分子組成上相差若干個CH2原子團的有機物 化合物 不相同 相似 物理性質不同，化學性質相似
【變式訓練1】（2024·江西宜春·模擬預測）科技發展與化學密切相關。下列說法錯誤的是
A．TiO2光催化乙苯脫氫轉化為苯乙烯，兩種有機物互為同分異構體
B．科研團隊合成環狀的C10和C14，C10和C14互為同素異形體
C．鈮酸鋰(LiNbO3)納米超材料具有獨特光學特性，的中子數為52
D．通過原電池原理將氮氣和氫氣轉化為NH3同時放出電能，該過程屬于人工固氮的過程
【答案】A
【解析】A．乙苯和苯乙烯的分子式不同，不互為同分異構體，A錯誤；B．C10和C14均為碳的單質，互為同素異形體，B正確；C．的中子數為52，C正確；D．通過原電池原理將氮氣和氫氣轉化為NH3同時放出電能，該過程屬于人工固氮的過程，D正確；故選A。
【變式訓練2】（2024·廣東東莞·模擬預測）科學技術是第一生產力，下列說法正確的是
A．“海基一號”成功從深海開采石油和天然氣水合物，天然氣屬于新能源
B．我國首次獲得公斤級豐度99%100Mo產品，100Mo與98Mo互為同位素
C．“煤制烯現代化成套技術開發及應用”中煤的氣化屬于物理變化
D．“殲-35”戰斗機機翼所使用的“碳纖維布”(聚丙烯腈經碳化而成)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，在燃燒時會產生污染環境的氣體，不屬于新能源，A錯誤；B．與質子數相同，中子數不同，互為同位素，B正確；C．煤的氣化是煤形成H2、CO等氣體的過程，有新物質生成，是化學變化，C錯誤；D．同素異形體是指由同種元素組成的不同單質，聚丙烯腈經碳化而成的“碳纖維布”是混合物，不是單質，D錯誤；故選B。
考點二　原子核外電子運動狀態
知識點1 電子的運動特征
電子是質量輕、帶負電的微觀粒子，并具有波粒二象性。電子可以在原子內部進行圓周運動，運動速度很快，接近光速，與宏觀物體的運動有極大不同：不能同時確定速度和位置，不能描繪運動軌跡。
知識點2 能層和能級
1.能層：根據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n表示。n值越大，能量越高。
2.能級
（1）根據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。
（2）能級用相應能層的序數和字母s、p、d、f組合在一起來表示，如n能層的能級按能量由低到高的順序排列為ns、np、nd、nf等。
（3）能層序數等于該能層所包含的能級數，如第三能層有3s、3p、3d能級。
（4）s、p、d、f能級可容納的電子數為1、3、5、7的二倍。
3.能層、能級與其容納的最多電子數之間的關系
能層(n) 一 二 三 四 五 六 七 …
符號 K L M N O P Q …
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … …
容納最多電子數　 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … …
2 8 18 32 …… … … 2n2
知識點3 原子軌道——電子在原子核外的一個空間運動狀態
1.電子云：電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。小黑點越密，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（px，py，pz，它們相互垂直），即p能級電子有3個伸展方向；d能級電子有5個伸展方向；f能級電子有7個伸展方向。
3.原子軌道：量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道，即電子云的伸展方向。
能級符號 電子云形狀 空間延伸方向
s 球形 一種
p 啞鈴形 三種(相互垂直，分別相對 于x、y、z軸對稱)
d / /
f / /
4.軌道能量
①同能層的不同能級能量s②不同能層相同能級的能量1s<2s<3s……，2p<3p<4p……，半徑隨能層增大而增大。
③同能層同能級不同軌道能量相同，如2px＝2py＝2pz。
知識點4 泡利原理、洪特規則、能量最低原理
1.構造原理：隨著原子核電荷數的遞增，原子核每增加一個質子，原子核外便增加一個電子，這個電子大多是按如圖所示的能級順序填充的，填滿一個能級再填一個新能級。
【特別提醒】所有電子排布規則都需要滿足能量最低原理。絕大多數基態原子核外電子的排布都遵循構造原理。順序如圖。構造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層的能級有能級交錯現象。構造原理是書寫基態原子電子核外排布式的依據，也是繪制基態原子核外電子排布圖（即軌道表示式）的主要依據之一。
2.核外電子排布的三個規律
能量最 低原理 原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態
泡利原理 每個原子軌道里最多只能容納2個自旋狀態相反的電子
洪特規則 當電子排布在同一能級的不同簡并軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同
3.核外電子排布表示方法
表示方法 以硫原子為例
原子結構示意圖
電子排布式 1s22s22p63s23p4
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖(軌道表示式)
價電子排布式 3s23p4
4.原子狀態與原子光譜
（1）基態原子：處于最低能量的原子。
（2）激發態原子：基態原子的電子吸收能量后，電子躍遷到較高能級，變成激發態原子。
（3）原子光譜
①當電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，釋放一定頻率的光子，這是產生原子發射光譜的原因；當電子從較低能量的激發態乃至基態躍遷到較高能量的激發態時，需吸收一定頻率的光子，這是產生原子吸收光譜的原因。
②不同元素的原子發生躍遷時會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射光譜，總稱原子光譜。利用原子光譜的特征譜線來鑒定元素的分析方法，稱為光譜分析。
③光譜分析的應用：鑒定元素。
知識點5 原子核外電子運動狀態的描述——“四個量子數”
1.主量子數n，n＝1，2，3，4，……(只能取正整數)，描述原子中電子出現概率最大區域離核的遠近(對應不同的能層)，用K、L、M、N等符號表示，決定電子能量高低。
2.角量子數l，l＝0，1，2，3……n－1(取值受n的限制)，描述原子軌道或電子云的形狀(對應不同的能級)，用s、p、d、f等符號表示，與主量子數n共同決定電子的能量。
3.磁量子數m，m＝0，±1，±2，……±l(取值受l的限制)，描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向(對應不同的原子軌道)。
4.自旋磁量子數ms，ms＝±，表示同一原子軌道中電子的兩種自旋狀態。如對于基態的氟原子，其價電子自旋磁量子數的代數和為＋或－，即：F原子核外電子數為9，基態氟原子核外電子排布式為1s22s22p5，其價電子排布式為2s22p5，若一種自旋狀態用＋表示，與之相反的用－表示，則價電子自旋磁量子數的代數和為×4＋×3＝＋，也可以是×3＋×4＝－。
考向1 電子排布式表達式的規范書寫
例1（2024·北京·模擬預測）下列化學用語或圖示表達正確的是
A．氯分子中的化學鍵可以表示為
B．的價層電子軌道表示式為
C．KCN的電子式可以表示為
D．Cu的原子結構示意圖為
【答案】A
【解析】A．氯分子中形成p-pσ鍵，為非極性共價鍵，故A項正確；B．Fe2+的價層電子軌道排布式為，故B項錯誤；C．KCN的電子式可以表示為：，故C項錯誤；D．Cu的原子結構示意圖為，故D項錯誤；故本題選A。
【思維建模】1.基態原子（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 1s22s22p63s23p4
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖（或軌道表示式）
價電子排布式或軌道表示式 3s23p4
離子（S2-）的電子、價電子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
2.電子排布式書寫的易錯點
（1）電子排布式的書寫:
①要依據構造原理來完成；
②對于副族元素要注意能級交錯；
③要注意“價電子排布”“核外電子排布”的區別；④關注原子電子排布式與離子電子排布式的區別。
（2）并不是所有的原子核外電子的排布都遵循構造原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr:[Ar]3d54s1，Cu:[Ar]3d104s1。
（3）與化合價有關的電子叫價層電子，價層電子并不都是指原子的最外層電子，主族元素的價層電子就是最外層電子，但過渡元素的價層電子包括最外層s電子，次外層d電子，有的還包括倒數第三層f電子。
（4）書寫電子排布式時，同一能層按能級由低到高順序連在一起。如基態Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，而不能寫成1s22s22p63s23p64s23d6。
（5）在原子失去價電子時，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層失去。如基態Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能級上的兩個電子和3d能級上的一個電子。
（6）在畫基態原子的軌道表示式時，常出現以下錯誤:
①(違反能量最低原理)；
②(違反泡利原理)；
③(違反洪特規則)；
④(違反洪特規則)；
⑤畫軌道表示式時，不能省略空軌道。如C的軌道表示式應為，而不是。
【變式訓練1】（2024·貴州·模擬預測）下列化學用語錯誤的是
A．基態鎵原子的電子排布式為
B．基態砷原子價層電子排布圖為
C．新戊烷的結構簡式為
D．氫化銨的電子式為
【答案】A
【解析】A．鎵元素的原子序數為31，基態原子的電子排布式為，故A錯誤；B．砷元素的原子序數為33，基態原子的價層電子排布式為4s24p3，排布圖為，故B正確；C．分子式為C5H12的新戊烷的結構簡式為，故C正確；D．氫化銨是含有離子鍵和共價鍵的離子化合物，電子式為，故D正確；故選A。
【變式訓練2】（2024·湖南長沙·三模）化學用語是學習化學的工具。下列化學用語表述錯誤的是
A．和核內中子數之比為1∶2
B．可表示原子、陽離子以及陰離子
C．可表示乙烷
D．基態鉻原子的簡化電子排布式：[Ar]3d44s2
【答案】D
【解析】A．原子核內中子數為1，原子核內中子數為2，A正確；B．當時，應為有18個電子的粒子，所以可能為氬原子、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．基態鉻原子的簡化電子排布式為[Ar]3d54s1，D錯誤；故選D。
考向2 電子躍遷與原子光譜
例2（2024·廣東江門·三模）化學之美，美在結構，美在變化，下列說法不正確的是
A．天然鉆石在打磨過程中，共價鍵斷裂
B．霓虹燈發光是由于電子從基態躍遷到激發態產生
C．紅墻灰瓦是中國傳統建筑，墻的紅色來源于氧化鐵
D．清晨山頂光束如瀑布般傾瀉而下，是丁達爾效應帶了的美景
【答案】B
【解析】A．天然鉆石的內部結構為金剛石，打磨過程中，共價鍵斷裂，故A正確；B．霓虹燈發光是由于電子從激發態回到基態產生，故B錯誤；C．氧化鐵為紅色，墻的紅色來源于氧化鐵，故C正確；D．空氣作為溶劑，空氣中的小微粒作為溶質，當小微粒直徑介于1-100nm之間，就形成了膠體，光束照射，就可以產生丁達爾效應，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生躍遷時會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射光譜，總稱原子光譜。
（2）原子光譜形成原因：
（3）原子光譜分類及其特征：
吸收光譜：明亮背景的暗色譜線
發射光譜：暗色背景的明亮譜線
（4）原子光譜的應用——光譜分析
①在現代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。
②生產生活：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。
【變式訓練1】（2024·廣東江門·三模）百年變局，科技創新是“關鍵變量”，下列科技成果中所蘊含的化學知識敘述不正確的是
A．“北斗衛星”使用的氮化鎵芯片屬于新型無機非金屬材料
B．量子計算機“悟空”傳導信號用的光纖主要成分是
C．“天宮”空間站存儲器使用的材料石墨烯與金剛石互為同素異形體
D．“夢天實驗艙”原子鐘利用電子躍遷計時，工作時發生化學變化
【答案】D
【解析】A．氮化鎵芯片屬于新型無機非金屬材料，A正確；B．二氧化硅具有良好的導光性，傳導信號用的光纖主要成分是，B正確；C．石墨烯與金剛石為碳元素的不同單質，互為同素異形體，C正確；D．“夢天實驗艙”原子鐘利用電子躍遷計時，沒有新物質生成，工作時發生的是物理變化，D錯誤；故選D。
【變式訓練2】（2024·黑龍江牡丹江·一模）化學與生活息息相關。下列說法錯誤的是
A．LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關
B．乙二醇可用于生產汽車防凍液
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、強度小可用于制造飛機外殼
【答案】D
【解析】A．LED燈通電后，電子吸收能量由基態躍遷到激發態，然后再從激發態躍遷到基態，將能量以光的形式釋放出來，所以LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關，A正確；B．乙二醇的熔點較低，不易結冰，所以可用于生產汽車防凍液，B正確；C．Mg2+、Ca2+都能使豆漿蛋白質發生凝聚，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、強度大等特性，可用于制造飛機外殼，D錯誤；故選D。
1．（2022·天津卷）下列敘述錯誤的是
A．是極性分子
B．原子的中子數為10
C．與互為同素異形體
D． 和 互為同系物
【答案】D
【解析】A．是“V”形結構，不是中心對稱，屬于極性分子，故A正確；B．原子的中子數18 8=10，故B正確；C．與是氧元素形成的不同單質，兩者互為同素異形體，故C正確；D． 屬于酚， 屬于醇，兩者結構不相似，因此兩者不互為同系物，故D錯誤。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用。、、是氫元素的3種核素，基態H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應中，與足量反應生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發、碳中和等方面具有重要應用，如在催化劑作用下與反應可得到。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列說法正確的是
A．、、都屬于氫元素
B．和的中心原子軌道雜化類型均為
C．分子中的化學鍵均為極性共價鍵
D．晶體中存在Ca與之間的強烈相互作用
【答案】A
【解析】A．、、都屬于氫元素，三者互為同位素，統稱為氫元素，A正確；B．和的中心原子軌道雜化類型均為，B錯誤；C．分子中的化學鍵既存在O-H極性共價鍵，也存在O-O非極性共價鍵，C錯誤；D．晶體中存在Ca2+與之間的離子鍵，為強烈相互作用，D錯誤。 故選A。
3．（2024·北京卷）我國科研人員利用激光操控方法，從原子束流中直接俘獲原子，實現了對同位素的靈敏檢測。的半衰期(放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間)長達10萬年，是的17倍，可應用于地球科學與考古學。下列說法正確的是
A．的原子核內有21個中子
B．的半衰期長，說明難以失去電子
C．衰變一半所需的時間小于衰變一半所需的時間
D．從原子束流中直接俘獲原子的過程屬于化學變化
【答案】A
【解析】A．的質量數為41，質子數為20，所以中子數為，A正確；B．的半衰期長短與得失電子能力沒有關系，B錯誤；C．根據題意衰變一半所需的時間要大于衰變半所需的時間，C錯誤；D．從原子束流中直接俘獲原子的過程沒有新物質產生，不屬于化學變化，D錯誤；本題選A。
4．（2024·湖北卷）在超高壓下轉化為平行六面體的分子(如圖)。下列說法錯誤的是
A．和互為同素異形體 B．中存在不同的氧氧鍵
C．轉化為是熵減反應 D．常壓低溫下能穩定存在
【答案】D
【解析】A．O2和O8是O元素形成的不同單質，兩者互為同素異形體，A項正確；B．O8分子為平行六面體，由其結構知，O8中存在兩種氧氧鍵：上下底面中的氧氧鍵、上下底面間的氧氧鍵，B項正確；C．O2轉化為O8可表示為4O2O8，氣體分子數減少，故O2轉化為O8是熵減反應，C項正確；D．O2在超高壓下轉化成O8，則在常壓低溫下O8會轉化成O2，不能穩定存在，D項錯誤；答案選D。
5．（2024·河北卷）從微觀視角探析物質結構及性質是學習化學的有效方法。下列實例與解釋不符的是
選項 實例 解釋
A 原子光譜是不連續的線狀譜線 原子的能級是量子化的
B 鍵角依次減小 孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力
C 晶體中與8個配位，而晶體中與6個配位 比的半徑大
D 逐個斷開中的鍵，每步所需能量不同 各步中的鍵所處化學環境不同
【答案】B
【解析】A．原子光譜是不連續的線狀譜線，說明原子的能級是不連續的，即原子能級是量子化的，故A正確；B．中心C原子為雜化，鍵角為，中心C原子為雜化，鍵角大約為，中心C原子為雜化，鍵角為，三種物質中心C原子都沒有孤電子對，三者鍵角大小與孤電子對無關，故B錯誤；C．離子晶體的配位數取決于陰、陽離子半徑的相對大小，離子半徑比越大，配位數越大，周圍最多能排布8個，周圍最多能排布6個，說明比半徑大，故C正確；D．斷開第一個鍵時，碳原子周圍的共用電子對多，原子核對共用電子對的吸引力較弱，需要能量較小，斷開鍵越多，碳原子周圍共用電子對越少，原子核對共用電子對的吸引力越大，需要的能量變大，所以各步中的鍵所處化學環境不同，每步所需能量不同，故D正確；故選B。
6．（2024·甘肅卷）下列化學用語表述錯誤的是
A．和的最外層電子排布圖均為
B．和的電子式分別為和
C．的分子結構模型為
D．、和互為同位素
【答案】B
【解析】A．Ca2+和Cl-的核外電子數都是18，最外層電子排布圖均為，故A正確；B．PH3中磷原子和每個氫原子共用一對電子，中心原子P原子價層電子對數為3+×(5-3×1)=4，孤電子對數為1，PH3的電子式為，故B錯誤；C．CH2=CHCH2CH2CH3分子中存在1個碳碳雙鍵，位于1號碳原子與2號碳原子之間，存在3個碳碳單鍵，無支鏈，且氫原子半徑小于碳原子半徑，其分子結構模型表示為，故C正確；D．、和是質子數相同、中子數不同的碳原子，是碳元素的不同核素，互為同位素，故D正確；故選B。
7．（2022·海南卷）鈉和鉀是兩種常見金屬，下列說法正確的是
A．鈉元素的第一電離能大于鉀 B．基態鉀原子價層電子軌道表示式為
C．鉀能置換出NaCl溶液中的鈉 D．鈉元素與鉀元素的原子序數相差18
【答案】A
【解析】A．同一主族元素的第一電離能從上到下依次減小，金屬性越強的元素，其第一電離能越小，因此，鈉元素的第一電離能大于鉀，A說法正確；B．基態鉀原子價層電子為4s1，其軌道表示式為，B說法不正確；C．鉀和鈉均能與水發生置換反應，因此，鉀不能置換出 NaC1溶液中的鈉，C說法不正確；D．鈉元素與鉀元素的原子序數分別為11和19，兩者相差8，D說法不正確；綜上所述，本題選A。
8．（2024·山東卷）下列化學用語或圖示正確的是
A．的系統命名：2-甲基苯酚
B．分子的球棍模型：
C．激發態H原子的軌道表示式：
D．鍵形成的軌道重疊示意圖：
【答案】A
【解析】A．含有的官能團為羥基，甲基與羥基相鄰，系統命名為：2-甲基苯酚，故A正確；B．臭氧中心O原子的價層電子對數為：，屬于sp2雜化，有1個孤電子對，臭氧為V形分子，球棍模型為：，故B錯誤；C．K能層只有1個能級1s，不存在1p能級，故C錯誤；D．p-pπ鍵形成的軌道重疊示意圖為：，故D錯誤；故選A。
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