化學

大一輪復習第六章第28講原子結構核外電子排布規(guī)律復習目標1.掌握原子結構中微粒數(shù)目的關系。2.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理。3.能正確書寫1~36號元素原子核外電子排布式、價層電子排布式和軌道表示式。課時精練考點一原子核、核素、同位素考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理練真題

明考向內(nèi)容索引考點一原子核、核素、同位素1.原子結構(1)原子的構成整合必備知識核素元素最外層電子數(shù)(2)微粒符號及其意義質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)(3)微粒間的數(shù)目關系①質(zhì)量數(shù)(A)=

數(shù)(N)+

數(shù)(Z)②中性粒子(原子、分子等)：核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)陽離子：核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)－所帶電荷數(shù)陰離子：核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶電荷數(shù)中子質(zhì)子2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的關系質(zhì)子數(shù)中子質(zhì)子數(shù)中子數(shù)(2)同位素的特征①同一元素的各種核素，

性質(zhì)幾乎完全相同，

性質(zhì)差異較大。②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數(shù)(豐度)不變。化學物理(3)幾種重要核素的用途核素用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

××√×××一、元素、核素、同位素概念辨析1.(2024·上海，2)下列關于18F與19F說法正確的是A.是同種核素B.是同素異形體C.19F比18F多一個電子D.19F比18F多一個中子√提升關鍵能力18F與19F質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，因此兩者不是同種核素，A錯誤；同素異形體指的是同種元素的不同單質(zhì)，18F與19F不是單質(zhì)，因此兩者不是同素異形體，B錯誤；同位素之間質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)均相同，19F比18F多一個中子，C錯誤，D正確。

√

核素同位素

302475

√鐒的兩種核素質(zhì)子數(shù)相等，中子數(shù)不同，物理性質(zhì)不完全相同，A項錯誤；該反應中沒有元素化合價發(fā)生變化，不屬于氧化還原反應，B項錯誤；由質(zhì)子數(shù)守恒可得24+81=b+2，解得b=103，由質(zhì)量數(shù)守恒可得50+2+a=251+4，解得a=203，C項正確；251Lr的中子數(shù)為251－103=148，中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為148－103=45，D項錯誤。

1∶1

返回考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理1.核外電子運動狀態(tài)核外電子按能量不同分成能層，同一能層的電子，還被分成不同能級。量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。整合必備知識回答下列問題：(1)填寫下表，熟悉原子核外能層、能級、原子軌道之間的關系。能層(n)一二三四能層符號________能級符號____________________各能級原子軌道數(shù)____________________各能層原子軌道數(shù)_________最多容納電子數(shù)__________KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832(2)常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。s電子云輪廓圖呈

形、p電子云輪廓圖呈

形，p電子云有

種伸展方向。(3)預測第五電子層上原子軌道總數(shù)是多少？最多能容納的電子數(shù)是多少？球啞鈴3答案25，50(4)比較下列基態(tài)原子能級或原子軌道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d

②2s、2px、2py、2pz答案①1s<2s<2p<3s<3p<3d

②2s<2px=2py=2pz2.基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜(1)基態(tài)原子：處于

的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，它的電子會

到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。最低能量狀態(tài)躍遷(2)原子光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會

或

不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。吸收釋放吸收發(fā)射3.基態(tài)原子核外電子排布原則(1)泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納

個電子，它們的自旋_____。(2)洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。(3)能量最低原理：在構建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)

的原子軌道，使整個原子的

。2相反能量最低能量最低4.構造原理——基態(tài)原子電子填入能級的順序5.基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4價層電子排布式3s23p4價層電子軌道表示式(電子排布圖)

特別提醒洪特規(guī)則的特例當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低，如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式不應寫為1s22s22p63s23p63d44s2，正確的是1s22s22p63s23p63d54s1。1.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等(

)2.基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)(

)3.霓虹燈發(fā)光是由于電子從激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)產(chǎn)生的(

)4.基態(tài)F原子的電子排布式為2s22p5(

)5.2p3的軌道表示式為(

)×√×××6.基態(tài)B原子的軌道表示式為(

)7.Cu的原子結構示意圖為(

)××一、基態(tài)原子、離子的電子排布式、軌道表示式書寫1.按要求書寫電子排布式或軌道表示式。(1)基態(tài)銅原子的電子排布式為

。(2)基態(tài)Cr3+的核外電子排布式為

。(3)基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為

。(4)基態(tài)釩(V)原子的價層電子軌道表示式為

。(5)基態(tài)鎵(Ga)原子的核外電子排布式為_____________________________

。(6)基態(tài)Ni2+的價層電子軌道表示式為

。提升關鍵能力1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)二、基態(tài)原子核外電子的運動狀態(tài)、未成對電子數(shù)目的判斷2.(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有

種。9基態(tài)F原子共有9個核外電子，則每個電子都有對應的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運動狀態(tài)有9種。(2)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為

，其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有

種，共有

種運動狀態(tài)不同的電子。3d24s21222基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價層電子排布式為3d24s2；s軌道有一種空間運動狀態(tài)，p軌道有三種空間運動狀態(tài)，d軌道有五種空間運動狀態(tài)，3d軌道只有兩個電子，有兩種空間運動狀態(tài)，因此基態(tài)Ti原子的核外電子的空間運動狀態(tài)有12種；核外有22個電子，就有22種運動狀態(tài)。

4洪特規(guī)則核外電子運動狀態(tài)的判斷電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等。歸納總結3.(1)基態(tài)Ti3+中未成對電子數(shù)有

個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為

。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有

種。14d25s23Ti位于第四周期，Ti的基態(tài)原子未成對電子數(shù)是2，與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有Ni、Ge、Se。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時，其最高能級中的單電子數(shù)為

。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為

。43∶1基態(tài)鉻原子價層電子排布式為3d54s1，核外有6個未成對電子，基態(tài)鎳原子價層電子排布式為3d84s2，核外有2個未成對電子，則鉻與鎳的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為3∶1。三、核外電子排布與元素推斷4.元素推斷(1)A、B、C、D4種元素的核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，D原子的K、L層電子數(shù)之和等于核外電子總數(shù)的一半。則4種元素的元素符號依次是A

，B

，C

，D

。(2)①E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

；其基態(tài)原子價層電子的軌道表示式為

。SClKCaN②元素F的正三價離子的3d能級為半充滿，F(xiàn)的元素符號為

，其基態(tài)原子的核外電子排布式為

。Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)返回LIANZHENTI

MINGKAOXIANG練真題明考向

√

3.[2024·湖南，16(1)]Cu屬于

區(qū)元素，其基態(tài)原子的價電子排布式為

。ds3d104s14.[2024·河北，16(1)節(jié)選]釩原子的價層電子排布式為

；焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價為

。3d34s2+52.[2024·湖北，16(1)]基態(tài)Be2+的軌道表示式為

。5.按要求解答下列問題。(1)[2019·全國卷Ⅰ，35(1)]下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是

(填字母)。A.[Ne] B.[Ne]C.[Ne] D.[Ne](2)[2020·全國卷Ⅰ，35(1)]基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為

。A4∶5返回KESHIJINGLIAN課時精練對一對題號12345678答案CCBBDCBD題號9101112

13

14答案BDBDB

B答案12345678910111213141516答案1234567891011121314151615.(1)③

②④⑥

(2)3

5

7

1316.(1)B、Cu

(2)

(3)1s22s22p63s1

6

(4)三種元素的非金屬性依次增強，其最高價氧化物對應水化物的酸性依次增強(5)C3N4

√12345678910111213141516答案2.下列能級符號正確且簡并軌道數(shù)最多的是A.2d B.3f C.4d D.5s√12345678910111213141516答案第二能層包含兩個能級即s和p，不存在2d能級，A不符合題意；第三能層包含三個能級即s、p、d，不存在3f能級，B不符合題意；4d能級包括5個簡并軌道，5s能級只有1個原子軌道，C符合題意，D不符合題意。

√12345678910111213141516答案

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

5.如圖甲是氫原子的1s電子云圖(即概率密度分布圖)，圖乙、丙分別表示s、p能級的電子云輪廓圖。下列有關說法正確的是A.電子云圖(即概率密度分布圖)就是原子軌道圖B.3p2表示3p能級中有兩個原子軌道C.由圖乙可知，s能級的電子云

輪廓圖呈圓形，有無數(shù)條對

稱軸D.由圖丙可知，p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，且有3個伸展方向√12345678910111213141516答案由于電子云圖難以繪制，所以通常把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率約為90%的空間圈出來，稱為電子云輪廓圖，實際上這種電子云輪廓圖就是我們常說的原子軌道圖，故A錯誤；3p2表示3p能級中容納了兩個電子，故B錯誤；s能級的電子云輪廓圖呈球形而不是圓形，故C錯誤；p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，有px(沿x軸方向)、py(沿y軸方向)、pz(沿z軸方向)三個伸展方向，并且互相垂直，D正確。12345678910111213141516答案6.(2025·武漢模擬)下列有關構造原理的說法錯誤的是A.原子核外電子填充3p、3d、4s能級的順序為3p→4s→3dB.某基態(tài)原子部分核外電子的排布式為3d64s2C.所有基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構造原理D.構造原理中的電子排布能級順序，并不代表各能級能量由低到高的順序√12345678910111213141516答案絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構造原理，但也有少數(shù)例外，如Cu，故C錯誤。7.第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有A.2種 B.3種

C.4種 D.5種√12345678910111213141516答案第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有3種，分別是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3)，故選B。8.下列軌道表示式所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是A.B.C.D.12345678910111213141516答案√12345678910111213141516答案原子處于基態(tài)時能量最低。A項，Be原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布1個電子，應為激發(fā)態(tài)，錯誤；B項，N原子核外電子排布不符合洪特規(guī)則，錯誤；C項，B原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布2個電子，應為激發(fā)態(tài)，錯誤；D項，碳原子的1s和2s軌道全部排滿電子后，2p軌道排布2個電子，核外電子排布符合能量最低原理，應是基態(tài)碳原子，正確。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案基態(tài)He原子的電子排布式為1s2，基態(tài)H原子的電子排布式為1s1，不符合洪特規(guī)則的特例，①不選；Fe2+的價層電子排布為3d6，而Fe3+的價層電子排布為3d5，3d5達到半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以Fe2+容易失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，表現(xiàn)出較強的還原性，②選；基態(tài)Cu原子的電子排布式為[Ar]3d104s1，3d軌道達到全充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以電子排布式為[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2，③選；激發(fā)態(tài)是指處于基態(tài)的電子獲得能量進入能量較高的電子層，則某種激發(fā)態(tài)碳(C)原子電子排布式為1s22s12p3而不是1s22s22p2，不符合洪特規(guī)則的特例，④不選。10.下列電子排布式或軌道表示式正確的是①基態(tài)C原子的軌道表示式：②基態(tài)Cr原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2③基態(tài)O原子的軌道表示式：④基態(tài)Br原子的價層電子排布式：3d104s24p5A.①②③ B.②③④C.①②④ D.只有③√12345678910111213141516答案①應為

，②應為1s22s22p63s23p63d54s1，④應為4s24p5。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案由守恒關系可知元素X的質(zhì)量數(shù)為27，X與Y最外層電子數(shù)之和為8，質(zhì)子數(shù)相差2，且X為金屬元素，可推知X為Al元素，Y為P元素，二者都有+3價，都可以形成三氯化物，A項錯誤、B項正確；Al原子質(zhì)子數(shù)為13，P原子質(zhì)子數(shù)為15，故質(zhì)子數(shù)：X<Y，C項錯誤；P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D項錯誤。12.A、B為兩短周期元素，A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子，B原子核外電子總數(shù)比A原子核外電子總數(shù)多5，則A和B形成的化合物的化學式為A.A2B3 B.BA2

C.AB4 D.B3A2√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案由題意知：A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子，A原子核外電子總數(shù)比B原子核外電子總數(shù)少5，那么肯定是B原子M層上多了2個電子，而且A元素原子的L層未排滿，所以得兩者的原子結構示意圖，A：

、B：

，即A為N，B為Mg，A、B構成Mg3N2，即B3A2。13.X、Y、Z、W、P五種元素，其核電荷數(shù)依次增大。X基態(tài)原子核外只有三個能級，且各能級電子數(shù)相等；Z原子的核外電子有8種運動狀態(tài)；Z與W元素位于同一族；P原子核外有4個能層，最外層只有1個電子，其余各層均排滿電子。下列說法正確的是A.基態(tài)X原子最外層有三個未成對電子B.Y基態(tài)原子的軌道表示式：C.P原子的價層電子排布為4s1D.P單質(zhì)分別與Z、W單質(zhì)反應，產(chǎn)物中P的化合價一定相同√12345678910111213141516答案X基態(tài)原子核外只有三個能級，且各能級電子數(shù)相等，為1s22s22p2，為C元素，Z原子的核外電子有8種運動狀態(tài)，Z為O元素，Y為N元素，Z與W元素位于同一族，W為S元素，P原子核外有4個能層，最外層只有1個電子，其余各層均排滿電子，為Cu元素。X為C元素，最外層有2個未成對電子，A錯誤；Y為N元素，基態(tài)原子的軌道表示式：

，B正確；P為Cu元素，價層電子排布為3d104s1，C錯誤；Cu和O2反應生成CuO，Cu元素的化合價為+2價，Cu和S反應生成Cu2S，Cu元素的化合價為+1價，D錯誤。12345678910111213141516答案

√12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案15.(1)以下列出的是原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。試判斷，哪些違反了泡利原理？

(填序號，下同)哪些違反了洪特規(guī)則？

。①

②③

④⑤

⑥(2)某元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1。該原子核外共

個電子層，有

種能量不同的電子。核外電子占有的軌道總數(shù)是

個，有

種不同運動狀態(tài)的電子。12345678910111213141516答案③②④⑥3571316.前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，其相關性質(zhì)如表所示：12345678910111213141516答案A基態(tài)A原子核外電子占據(jù)3個軌道B原子核外有6種運動狀態(tài)不同的電子C元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個D基態(tài)原子核外有6個原子軌道排有電子，且只有1個未成對電子E基態(tài)E+填充電子的能層中原子軌道均全充滿(1)元素A、E的元素符號分別是：

。畫出元素A基態(tài)原子的軌道表示式：

。B、Cu12345678910111213141516答案A基態(tài)A原子核外電子占據(jù)3個軌道B原子核外有6種運動狀態(tài)不同的電子C元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個D基態(tài)原子核外有6個原子軌道排有電子，且只有1個未成對電子E