高中化學(xué)【原子結(jié)構(gòu)-核外電子排布規(guī)律】

原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律

【目標(biāo)要求】1.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)，知道元素、核素的含義。2.了解有關(guān)

核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展過(guò)程，認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。知道電子運(yùn)動(dòng)的能量狀態(tài)具

有量子化的特征(能量不連續(xù))。電子可以處于不同的能級(jí)，在一定條件下會(huì)發(fā)生激發(fā)與躍遷。

知道電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(空間分布及能量)可通過(guò)原子軌道和電子云模型來(lái)描述。3.知道原子核外

電子的能級(jí)高低順序，了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理，認(rèn)識(shí)基態(tài)原子中核外電子的排布

遵循能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則等。知道1?36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子的

排布。4.了解相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量的定義，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。5.了解原子核外電子

的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理，能正確書(shū)寫(xiě)1?36號(hào)元素原子核外電子、價(jià)電子的排布

式和軌道表示式。6.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。

考點(diǎn)一原子構(gòu)成核素

r核心知識(shí)梳理

i.原子構(gòu)成

(1)構(gòu)成原子的微粒及作用

［質(zhì)子(Z個(gè))——決定元素的種類(lèi)

HP,j原子核人在質(zhì)子數(shù)確定后「八美

原子(?。葜凶樱?4—Z)個(gè)］決定原子種類(lèi).同位素

、核外電子(Z個(gè))——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)

(2)微粒之間的關(guān)系

①原子中：質(zhì)子數(shù)(?=核電荷數(shù)=核外電子數(shù);

②質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N);

③陽(yáng)離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù);

④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶的電荷數(shù)。

(3)微粒符號(hào)周?chē)鷶?shù)字的含義

元素化合價(jià)

質(zhì)量數(shù)離子所帶電荷數(shù)

質(zhì)子數(shù)?原子個(gè)數(shù)

(4)兩種相對(duì)原子質(zhì)量

①原子(即核素)的相對(duì)原子質(zhì)量：一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12c質(zhì)量的專(zhuān)的比值。一種元素

有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。

②元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是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。

3537

如：Ar(Cl)=Ar(Cl)X?%+Ar(Cl)Xb%0

2.元素、核素、同位素

(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系

/---------具有相同核里整的同一類(lèi)原子的總稱(chēng)，

一種元素可有多種核素

加卷?獺)一具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子

的一種原子，表示方法f2X

'同位奏/

\——質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的同一種元素

的不同核素的互稱(chēng)

(2)同位素的特征

①同一元素的各種核素的生壬數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(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?jǐn)?shù)(豐度)不變。

(3)氫元素的三種核素

IH：名稱(chēng)為氫，不含中子；

汨：用字母D表示，名稱(chēng)為氮或重氫；

汨：用字母工表示，名稱(chēng)為氮或超重氫。

(4)幾種重要核素的用途

核素2部U汨怕*io

用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

【問(wèn)題思考】

現(xiàn)有下列9種微粒：口、汨、IC、%C、號(hào)N、薪e3+、費(fèi)O2、探03。按要求完成以下

各題：

(1)恒、汨分別是氫元素的一種,它們互稱(chēng)為o

(2)互為同素異形體的微粒是。

(3)iFe2+的中子數(shù)為,核外電子數(shù)為。

(4)上述9種微粒中有種核素，含有種元素。

答案⑴核素同位素(2)為。2和思。3(3)3024(4)75

■易錯(cuò)警示

原子結(jié)構(gòu)與同位素的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

(1)原子核內(nèi)不一定都有中子，如口。

⑵質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F與OJT。

⑶核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如AF+與Na+、『等，NH：與OH」等。

(4)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如恒與汨；也可能具有相同的中子數(shù)，如整C與為0;

也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如VC與號(hào)N；也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同，如［H與

匕C。

(5)同位素的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。

(6)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng)，不屬于化學(xué)反應(yīng)。

|■辨析易錯(cuò)易混?正誤判斷」

(1)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子(J)

(2)核聚變?nèi)?H+《H-,He+血，因?yàn)橛行挛⒘Ｉ?，所以該變化是化學(xué)變化(X)

(3港C1與%C1得電子能力幾乎相同(J)

(4)一種核素只有一種質(zhì)量數(shù)(J)

(5)氫的三種核素形成的單質(zhì)有6種，它們物理性質(zhì)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同(J)

r解題能力提升

題組一微粒中“粒子數(shù)”的確定

1.X、Y、Z和R分別代表4種元素。如果“X/、/"+、，廠(chǎng)、，必亡4種離子的電子層結(jié)構(gòu)

相同(a、b、c、1為元素的原子序數(shù))，則下列關(guān)系正確的是()

A.a—c=m—nB.a—b=n—m

C.c-d=m+nD.b—d=n~\~m

答案D

解析既然4種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，就說(shuō)明。一優(yōu)=6—"=c+w=d+機(jī)。比較a與6得：

a~b—m—n,B項(xiàng)錯(cuò)；比較a與c得：a—c=〃+/〃，A項(xiàng)錯(cuò)；比較,與［得：c一d—m—n,

C項(xiàng)錯(cuò)；比較6與d得：b—d=n+m,D項(xiàng)對(duì)。

2.現(xiàn)有下列幾組粒子：①N2、CO、C2H2；②NH，壓。+、OH；③C「、O/、CN-；④P01、

SO/、ClO；o對(duì)上述四組粒子歸類(lèi)正確的是

A.質(zhì)子數(shù)相等、電子數(shù)和原子數(shù)不相等：①

B.質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相等、原子數(shù)不相等：②

C.電子數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)和原子數(shù)不相等：③

D.原子數(shù)和電子數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)不相等：④

答案D

+

解析①N2、CO、C2H2的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都等于14,原子數(shù)不相等；②NH：、H30.OH-

的原子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不相等，電子數(shù)都為10;③C夕、0"、CN-的原子數(shù)和電子數(shù)都相等，質(zhì)

子數(shù)不相等；④P、S、C1所含的電子數(shù)分別為15、16、17,酸根離子中所含氧原子數(shù)均相

等，所帶負(fù)電荷數(shù)依次為3、2、1,三種酸根離子所含的總電子數(shù)相等（18+32）、原子數(shù)都為

5,但三種酸根離子的質(zhì)子數(shù)不相等。

3.某元素的一種同位素X原子的質(zhì)量數(shù)為A,含N個(gè)中子，它與1H原子構(gòu)成H",X分子，在

agH?,X中所含原子的物質(zhì)的量為,所含中子的物質(zhì)的量為,所含質(zhì)子數(shù)

為,所含電子數(shù)為O

“一?a、aaa

（m+1）m01

答案I+^^（m+A-WA^^m+A-N）Nk

-思維模型

求一定質(zhì)量的某物質(zhì)中粒子數(shù)的答題模板

物質(zhì)的質(zhì)量;摩爾質(zhì)量（來(lái)自質(zhì)量數(shù)）.物質(zhì)的量又一個(gè)分子或離子中含某粒子個(gè)數(shù)》指定粒子的物質(zhì)的量

題組二元素、核素、同位素的概念辨析（不定項(xiàng)選擇題）

4.“玉兔”號(hào)月球車(chē)用畿Pu作為熱源材料。下列關(guān)于嚼Pu的說(shuō)法正確的是（）

A.2/PU與避U互為同位素

B.2/Pu與嘴Pu互為同素異形體

C4Pu與矍U具有完全相同的化學(xué)性質(zhì)

DP黃Pu與嗡Pu具有相同的最外層電子數(shù)

答案D

解析2翁Pu與2期U的質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素，A錯(cuò)誤；2黃Pu與2翡Pu均是核素，不是單

質(zhì)，不互為同素異形體，B錯(cuò)誤；2黃Pu與2翳U的質(zhì)子數(shù)不同，屬于不同的元素，不可能具有

完全相同的化學(xué)性質(zhì)，C錯(cuò)誤；2黃Pu與2器Pu的質(zhì)子數(shù)相同，具有相同的最外層電子數(shù)，D

正確。

5.我國(guó)科技工作者發(fā)現(xiàn)鉗的一種原子絮Pt。下列說(shuō)法正確的是（）

A.2%Pt原子質(zhì)量為202g

Bl隰Pt的質(zhì)子數(shù)是78

C.2隰Pt原子質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為78

Dp隰Pt核內(nèi)的中子數(shù)是124

答案BD

解析2痢pt原子質(zhì)量為箸g,故A錯(cuò)誤；2為Pt的質(zhì)子數(shù)是78,故B正確：2隰Pt原子質(zhì)子數(shù)

與中子數(shù)之差為202—78—78=46,故C錯(cuò)誤；？取Pt核內(nèi)的中子數(shù)是202—78=124,故D正

確。

6.YBa2Cu8OA<Y為元素鈕）是磁懸浮列車(chē)中的重要超導(dǎo)材料，下列關(guān)于然Y的說(shuō)法正確的是

A第Y的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為50

B.然Y和招Y為同位素

C.iY和相Y的核外電子數(shù)不相等

D.夠Y和相Y是億元素的兩種不同的核素，具有不同的化學(xué)性質(zhì)

答案B

解析中子數(shù)=89—39=50,質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為(89—39)—39=11,故A錯(cuò)誤；駕Y和砥

Y是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同種元素的不同核素，屬于同位素，故B正確；和招Y質(zhì)

子數(shù)相同，核外電子數(shù)相同，最外層電子數(shù)相同，兩者具有相同的化學(xué)性質(zhì)，故C、D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二基態(tài)原子核外電子排布及表示方法

理儂知識(shí)梳理

1.能層、能級(jí)與原子軌道

⑴能層(力)

在多電子原子中，核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常

用K、L、M、N……表示，能量依次升高。

⑵能級(jí)

同一能層里電子的能量也可能不同，又將其分成不同的能級(jí)，通常用s、p、d、f等表示,同

一能層里，各能級(jí)的能量按s、p、d、f的順序依次升高,即：E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。

(3)原子軌道

電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱(chēng)為原子軌道。

原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)

S球形1

P啞鈴形3

特別提醒第一能層(K),只有s能級(jí)；第二能層(L),有s、p兩種能級(jí)，p能級(jí)上有三個(gè)原

子軌道Px、Pv>Pz,它們具有相同的能量；第三能層(M),有s、p、d三種能級(jí)。

2.基態(tài)原子的核外電子排布的三原則

(1)能量最低原則：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原

子的能量處于最低狀態(tài)。構(gòu)造原理示意圖(基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序)：

(2)泡利不相容原理

每個(gè)原子軌道里最多只能容納1個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。

2s2s

如2s軌道上的電子排布為不能表示為⑥。

(3)洪特規(guī)則

當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自

2p2p2p

旋狀態(tài)相同。如2P3的軌道表示式為①◎①，不能表示為或①?①。

洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(mǎn)(p6、dR?4)、半滿(mǎn)(p3、d\f7)和全空(P。、d°、

F)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為Is22s22P63s23P63d54sl或[Ar]3d54s%

3.核外電子在各能層(電子層)的排布規(guī)律

(1)每個(gè)電子層最多能容納2/個(gè)電子(“代表電子層數(shù))。

(2)最外層電子數(shù)最多不超過(guò)8個(gè)。

(3)次外層電子數(shù)最多不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)。

4.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法

表示方法含義舉例

原子或離子結(jié)構(gòu)示表示核外電子分層排

Na:Na+:(+1^28

意圖布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)

表示原子最外層電子

電子式：ci-

數(shù)目

表示每個(gè)能級(jí)上排布S：Is22s22P63s23P4或[Ne]3s23P4

核外電子排布式

的電子數(shù)S2"：Is22s22P63s23P6

表示每個(gè)原子軌道中Is2s2p

軌道表示式0：?@?①①

電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

價(jià)電子軌道表示式表示價(jià)電子的排布S：3s23P4

3s3p

@⑥①①

Fe：3d64s2

3d4s

⑹①。①①@

5.原子狀態(tài)與原子光譜

(1)原子狀態(tài)

①基態(tài)原子：處于最低能量的原子。

②激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子吸收能量后，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)狀態(tài)的原子。

(2)原子光譜

不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,用光譜儀記錄下來(lái)便得到原子光譜。利

用原子光譜的特征譜線(xiàn)可以鑒定元素，稱(chēng)為光譜分析。

(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖

吸收光譜包壁吸收能量釋放能量且叫發(fā)射光譜

「辨析易錯(cuò)易混?正誤判斷」

(1)某原子M層上的電子數(shù)一定比L層上的電子數(shù)多()

(2)p能級(jí)能量一定比s能級(jí)的能量高()

(3)2p和3P軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()

(4)2p?2py、2P工的能量相等()

(5)鐵元素基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P64s23d6()

Is2s2p3s3p

(6)磷元素基態(tài)原子的軌道表示式為?????O()

(7)電子排布式Is22s22P63s23Pi°違反了能量最低原則()

Is2s2p3s

(8)??@?OC＞表示的原子能量處于最低狀態(tài)()

答案(l)x(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X(8)X

【深度思考】

(1)已知某原子基態(tài)原子結(jié)構(gòu)示意圖為V/，思考回答下列問(wèn)題。

①x為,y可能為o

②寫(xiě)出單電子數(shù)最多的原子的電子排布式：_______________________________________

答案①88、13、18②Is22s22P63s23P63d54sl（或[Ar]3d§4si）

（2）某基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為2s22P3,按要求解答下列問(wèn)題。

①原子結(jié)構(gòu)示意圖為,電子式：?

②價(jià)電子軌道表示式為0

③電子占的原子軌道數(shù),電子運(yùn)狀態(tài)有種。

（+7）2^5**^

答案①f,②⑥①。①③57

（3）請(qǐng)用核外電子排布的相關(guān)規(guī)則解釋Fe3+較Fe2+更穩(wěn)定的原因。

答案26Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2,Fe3+的價(jià)電子排布式為3d5,Fe?+的價(jià)電子排布式為3d6。

根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿(mǎn)和半滿(mǎn)時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半滿(mǎn)狀態(tài)，結(jié)構(gòu)

更穩(wěn)定，所以Fe3+較Fe2+更穩(wěn)定。

■易錯(cuò)警示

核外電子排布常見(jiàn)錯(cuò)誤

⑴在寫(xiě)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：

①①①①0（違反能量最低原則）

②②（違反泡利不相容原理）

③@）0。（違反洪特規(guī)則）

④①①。（違反洪特規(guī)則）

（2）當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ws、（〃-l）d、的順序填充，但在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，仍

把（〃一l）d放在”s前，如Fe：Is22s22P63s23P63d64s2,而失電子時(shí)，卻先失4s軌道上的電子，

如Fe3+：1s22s22P63s23P63d5。

（3）注意比較原子核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式、價(jià)電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的

電子排布式：Is22s22P63s23P63di°4s1簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]3d"ds'價(jià)電子排布式：3d"4s'

r解題能力提升

----------------------------------------------------------------------------------------------------N-------------------

題組一核外電子排布規(guī)律應(yīng)用與判斷

1.下列軌道表示式能表示氮原子的最低能量狀態(tài)的是（）

Is2s2p

A.??①①①

Is2s2p

B.??①①①

Is2s2p

c.?@⑻①。

Is2s2p

D.??①OO

答案A

解析A項(xiàng)，符合電子的基態(tài)排布原理，表示氮原子的最低能量狀態(tài)，正確；B、C兩項(xiàng)，

2P能級(jí)上的3個(gè)電子排布違背了洪特規(guī)則，不是基態(tài)原子的排布，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，表示基態(tài)B

原子的核外電子排布，錯(cuò)誤。

2.下列各組表述中，兩個(gè)原子不屬于同種元素原子的是()

A.3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為Is22s22P63s23P2的原子

B.2p能級(jí)無(wú)空軌道，且有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22P5的

原子

C.M層全充滿(mǎn)而N層為4s2的原子和核外電子排布式為Is22s22P63s23P64s2的原子

D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)卷的原子和最外層電子排布式為4s24P5的原子

答案C

3.下列有關(guān)短周期元素原子的說(shuō)法正確的是()

A.當(dāng)原子形成簡(jiǎn)單離子后，其最外層上的電子數(shù)可超過(guò)8個(gè)

B.原子最外層上的電子數(shù)少于4個(gè)時(shí)，電子數(shù)越多，還原性越強(qiáng)

C.原子核外電子中，最外層上的電子能量最高

D.當(dāng)最外層上的電子數(shù)變?yōu)?個(gè)時(shí)即達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

答案C

解析A項(xiàng)，原子形成簡(jiǎn)單離子，最外層應(yīng)滿(mǎn)足穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可為2或8等，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，

原子核外電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，正確；D項(xiàng)，最外層上的電子軌道全充滿(mǎn)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)

構(gòu)，可為2或8,錯(cuò)誤。

題組二電子排布規(guī)范表示方法

4.按要求書(shū)寫(xiě)電子排布式或軌道表示式。

(1)基態(tài)C原子的核外電子排布式為o

(2)基態(tài)Ni原子的簡(jiǎn)化電子排布式為o

⑶基態(tài)的核外電子排布式為O

(4)基態(tài)Mi?+的核外電子排布式為。

(5)基態(tài)機(jī)原子的價(jià)電子軌道表示式為?

(6)基態(tài)線(xiàn)(Ga)原子的電子排布式為o

(7)基態(tài)Ni2+的價(jià)電子軌道表示式為o

答案⑴Is22s22P2(2)[Ar]3d84s2(3)[Ar]3d3(或Is22s22P63s23P63d3)(4)[Ar]3d5(^

3d4s

Is22s22P63s23P63d5)(5)①①⑷OO?

(6)[Ar]3d1°4s24Pl(或Is22s22P63s23P63d4s24pi)

3d

⑺@@⑹①①

題組三核外電子排布與元素推斷

5.兩種元素原子X(jué)和Y,X原子的M層比Y原子的M層少3個(gè)電子，Y原子的L層電子數(shù)

恰好是X原子L層電子數(shù)的兩倍，則X、Y分別是()

A.硅原子和鈉原子B.硼原子和氮原子

C.氮原子和碳原子D.碳原子和鋁原子

答案D

解析由于Y原子的M層電子比X原子的M層電子多3個(gè)電子，說(shuō)明Y的M層電子數(shù)至

少有3個(gè)，那么Y的L層必定有8個(gè)電子；Y原子的L層電子數(shù)恰好是X原子L層電子數(shù)

的兩倍，則X的L層只有4個(gè)電子，M層無(wú)電子。由此推出Y的核外電子總數(shù)為13,X的

核外電子總數(shù)為6。所以X、Y的核電荷數(shù)分別是6和13,即為碳原子和鋁原子。

6.(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子,次外層有8個(gè)電子,其元素符號(hào)為；

其價(jià)電子軌道表示式為o

(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氨相同，B的元素符號(hào)為

,C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為。

(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿(mǎn)，D的元素符號(hào)為,其基態(tài)原子的電子

排布式為，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿(mǎn)，N層沒(méi)有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)

為，其基態(tài)原子的電子排布式為o

(5)F元素的原子最外層電子排布式為〃s，p"+2,則『；原子中能量最高的是

電子，核外電子軌道表示式為o

3s3p

答案(1)P@①◎①

(3)Fe1s22s22P63s23P63d64s2(或[Ar]3d64s2)

(4)CuIs22s22P63s23P63d1°4sl(或[Ar]3di04s1)

3s3p

(5)22p?①①①

■思維建模

根據(jù)電子排布推斷元素的思維模板

'能層電子數(shù)、

確定能級(jí)電子數(shù)

分析題意工〈國(guó)工丹、*士工就〉一確定元素一完成題中問(wèn)題

原子軌道電子數(shù)

、其他特征等，

真題演練明確考向知己知彼百戰(zhàn)不殆

I_________________________________________________I

1.某元素基態(tài)原子4s軌道上有1個(gè)電子，則該基態(tài)原子價(jià)電子排布不可能是()

A.3P64slB.4s1

C.3d54slD.3d104sl

答案A

2.2019年是元素周期表發(fā)表150周年，期間科學(xué)家為完善周期表做出了不懈努力。中國(guó)科學(xué)

院院士張青蓮教授曾主持測(cè)定了錮?In)等9種元素相對(duì)原子質(zhì)量的新值，被采用為國(guó)際新標(biāo)

準(zhǔn)。錮與鋤(37Rb)同周期。下列說(shuō)法不正確的是()

A.In是第5周期第IIIA族元素

B.'^In的中子數(shù)與電子數(shù)的差值為17

C.原子半徑：In>Al

D.堿性：In(OH)3>RbOH

答案D

解析Rb為堿金屬，屬于第5周期元素，故In亦為第5周期元素，In與A1同主族，即為第

IIIA族元素，A項(xiàng)正確；i*In的中子數(shù)為115-49=66,質(zhì)子數(shù)為49,質(zhì)子數(shù)等于核外電子

數(shù)，故中子數(shù)與電子數(shù)之差為17,B項(xiàng)正確；同主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，

故原子半徑：In>Al,C項(xiàng)正確；同周期元素從左到右，金屬性逐漸減弱，故其最高價(jià)氧化物

對(duì)應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱，即堿性：In(OH)3<RbOH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.(1)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是(填標(biāo)號(hào))。

①?

A.[Ne]。3s①B.[Ne]①3s

C.[Ne]3s3PD.[Ne]3P

(2)Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式4F6s2,Sn?+價(jià)層電子

排布式為o

(3)C/+基態(tài)核外電子排布式為o

答案(1)A(2)4s4戶(hù)(3)[Ar]3d"或Is22s22P63s23P63d今

4.(1)下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為、(填

標(biāo)號(hào))。

①

A.Is2s2Px2pv2pz

①oo

B.ls2s2Px2p2p

o①@ovoz

ls2s

C.2Px2pv2Pz

D.Is2s2p,2p,2p:

(2)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最

高能級(jí)的電子云輪廓圖為形。

⑶Zn原子核外電子排布式為o

(4)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。

3d4s

答案(1)DC⑵?①。①。?啞鈴(紡錘)

(3)[Ar]3di°4s2(或Is22s22P63s23P63d4s2)

(4)[Ar]3d6(或Is22s22P63s23P63d6)

解析(1)D選項(xiàng)表示基態(tài)，為能量最低狀態(tài)；A、B、C選項(xiàng)均表示激發(fā)態(tài)，但C選項(xiàng)被激

發(fā)的電子處于高能級(jí)的電子數(shù)多，為能量最高狀態(tài)。(2)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為

3d4s

Is22s22P63s23P63d64s2,因此其價(jià)層電子的軌道表示式為@XDO①O@；基態(tài)S原子的核

外電子排布式為Is22s22P63s23P4,最高能級(jí)為3p,其電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。(3)鋅的

核外有30個(gè)電子，因此其核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d1°4s2,也可寫(xiě)作[Ar]3d1°4s20(4)Fe

原子核外有26個(gè)電子，其核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2,失去兩個(gè)電子后，F(xiàn)e2+

基態(tài)核外電子排布式為1s22s22P63s23P63d6o

5.鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為_(kāi)_______nm(填標(biāo)號(hào))。

A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5

(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是,占據(jù)該能層電子的電子云輪

廓圖形狀為o

答案(1)A(2)N球形

解析(1)紫色光的輻射波長(zhǎng)范圍為400?430rnn。(2)基態(tài)K原子核外有4個(gè)能層：K、L、

M、N,能量依次增大，處于N層上的1個(gè)電子位于s軌道，s電子云輪廓圖形狀為球形。

課時(shí)精練

一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。

1.醫(yī)學(xué)界通過(guò)用14c標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)了一種C60的羥酸衍生物，這種羥酸衍生物在特定條件下

可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖。下列有關(guān)14c的敘述正確的是()

A.與12c60的碳原子化學(xué)性質(zhì)不同

B.與"N含的中子數(shù)相同

C.l4c60是12c60的同素異形體

D.與12c互為同位素

答案D

解析同一種元素的化學(xué)性質(zhì)是一樣的，14c與C60中碳原子的化學(xué)性質(zhì)相同，故A錯(cuò)誤；

14c和14N中14表示質(zhì)量數(shù)，而C和N的質(zhì)子數(shù)分別為6和7,由中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)一質(zhì)子數(shù)

可知，它們的中子數(shù)分別為8、7,故B錯(cuò)誤；14c60與12c60是碳元素的同種單質(zhì)，不互為同

素異形體，故C錯(cuò)誤；同位素是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子的互稱(chēng)，14c

與12c的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，故D正確。

2.下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是（）

A.基態(tài)硫原子的電子排布式Is22s22P63s23P6

Q46）288

B.S2一的結(jié)構(gòu)示意圖：“J

C.S2一的電子式：：.S：

3s3p

D.S2-的價(jià)電子軌道表示式：?

答案B

3.核聚變反應(yīng)因其釋放能量大而成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱門(mén)課題。其反應(yīng)原理為?H+m一斗He

+血。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.D和T是質(zhì)量數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的氫的兩種元素

B.汨的核外電子數(shù)為2

C」H、TH，是氫的三種核素，互為同位素

D.這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng)，也是化學(xué)反應(yīng)

答案C

解析D和T是質(zhì)量數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的氫元素的兩種核素，A項(xiàng)錯(cuò)誤；彳H的核外電子數(shù)

為1,B項(xiàng)錯(cuò)誤；|H、彳H、1H質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，是氫的三種核素，互為同位素，C

項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)的最小微粒是原子，反應(yīng)中原子種類(lèi)不會(huì)發(fā)生變化，但該反應(yīng)中原子種類(lèi)

發(fā)生了變化，因此該反應(yīng)不屬于化學(xué)反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.下列說(shuō)法正確的是（）

A.235g核素粉U發(fā)生裂變反應(yīng)：2卷1；+版口段Sr+^Xe+lOjn,凈產(chǎn)生的中子（H）數(shù)為\0NA

B布Cl與筋Cl得電子能力相同

C.中子數(shù)為146、質(zhì)子數(shù)為92的鈾（U）原子：噬U

Di靛U和喳U是中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同的同種核素

答案B

解析A項(xiàng)，核素2的u發(fā)生裂變反應(yīng)畿u+，n--羯Sr+1尊Xe+10An,凈產(chǎn)生的中子（Jn）數(shù)為

10—1=9,235g核素避U的物質(zhì)的量為Imol,則發(fā)生裂變時(shí)凈產(chǎn)生的中子數(shù)為9NA,錯(cuò)誤；

C項(xiàng)，表示的鈾原子應(yīng)為畿U,錯(cuò)誤；D項(xiàng)，2弱u和笈U是不同核素，錯(cuò)誤。

5.地殼中鈾的平均含量約為2.5%,在鈾元素中，用作核燃料的避U只占0.724%。通過(guò)鈾濃縮

可提高鈾元素中嗡U的含量。下列關(guān)于鈾元素的說(shuō)法中正確的是（）

A/第U與喳U互為同位素

B.可利用微U與也U化學(xué)性質(zhì)的不同將二者分離

C.利用化學(xué)反應(yīng)把畿U轉(zhuǎn)化為檢U,提高檢U在鈾元素中的含量

DP第U與喳U互為同素異形體

答案A

解析互為同位素的原子化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同位素原子之間的轉(zhuǎn)化，不屬于化

學(xué)變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤，2贅U與2卷U互為同位素而非同素異形體，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的NIM5鈉原子噴泉鐘，2000萬(wàn)年不差一秒，目前成為國(guó)際計(jì)量

局認(rèn)可的基準(zhǔn)鐘之一，參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間修正。下列關(guān)于Cs的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.137cs和133cs互為同位素

B.單質(zhì)Cs與水反應(yīng)非常緩慢

C.137cs比133cs多4個(gè)中子

D.137cs最外層只有1個(gè)電子

答案B

解析137cs和133cs質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，質(zhì)量數(shù)不同，前者比后者多4個(gè)中子，兩者

互為同位素，A、C兩項(xiàng)正確；Cs位于周期表中第6周期IA族，其原子最外層只有1個(gè)電

子，Cs的金屬性很強(qiáng)，能與水劇烈反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。

7.有A、B兩種元素，已知元素A的核電荷數(shù)為m且A3-與B〃+的電子排布完全相同，則元

素B的核電荷數(shù)為（）

A.a—n-3B.a-〃+3C.a~\~n—3D.〃+〃+3

答案D

解析A元素原子的核電荷數(shù)為a,原子中核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，則其核外

電子數(shù)為〃；A原子得到3個(gè)電子形成A3-,則A?一的核外電子數(shù)為q+3,B原子失去n個(gè)

電子形成B#,設(shè)B的核電荷數(shù)為％,由于A(yíng)?一與B〃+的電子排布相同，貝ha+3=x-n,解

得：x=a+n+3,所以元素B的核電荷數(shù)為〃+〃+3,D項(xiàng)正確。

8.以下表示氯原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是（）

A二HeB.

is

C.ls2D.?

答案D

解析A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù)；B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布情況，C項(xiàng)具體到能級(jí)

上的電子數(shù)；D項(xiàng)包含了能層、能級(jí)、軌道以及軌道內(nèi)電子的自旋方向。

9.在基態(tài)多電子原子中，下列關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.最易失去的電子能量最高

B.電離能最小的電子能量最高

C.p軌道的電子能量一定高于s軌道的電子能量

D.在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低

答案C

10.下列關(guān)于價(jià)電子排布為4s24P4原子的描述正確的是（）

A.其基態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P63s23P64s231。4P4

4s4p

B.其價(jià)電子軌道表示式為???O

4P

c.其4p軌道軌道表示式為⑥

D.其電子排布式可以簡(jiǎn)化為[Ar]3di°4s24P4

答案D

解析A項(xiàng)，其基態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P63s23P63di°4s24P匕錯(cuò)誤；B項(xiàng)，違反了洪

特規(guī)則，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，違反了泡利不相容原理，錯(cuò)誤。

二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。

11.下列有關(guān)軌道表示式的表述正確的是（）

Is2s2p

A.??可表示單核10電子粒子基態(tài)時(shí)的電子排布

Is2s2p

B.??①◎①違背了洪特規(guī)則

2p

C.①①①表示基態(tài)N原子的價(jià)電子排布

Is2s2p

D.??OO①表示處于激發(fā)態(tài)的B原子的軌道表示式

答案AB

解析A項(xiàng)，單核10電子粒子基態(tài)時(shí)的電子排布式為Is22s22P6,每個(gè)軌道內(nèi)排布2個(gè)電子，

且自旋方向相反，正確；B項(xiàng)，違背了洪特規(guī)則，正確；C項(xiàng)，N原子的價(jià)電子軌道表示式

2s2p

為?①①①，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電子軌道表示式中的電子沒(méi)有激發(fā)躍遷到能量更高的軌

道上，錯(cuò)誤。

12.核磁共振技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用越來(lái)越多。已知原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)有如下三種

情況：①均為偶數(shù)；②均為奇數(shù)；③一個(gè)為偶數(shù)，另一個(gè)為奇數(shù)。其中②③原子核能發(fā)生核

磁共振，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.D、T兩種核素均能發(fā)生核磁共振

B.6口、14c、25Mg均能發(fā)生核磁共振

C.第VA族元素的原子均能發(fā)生核磁共振

D.若〃為自然數(shù)，2"+】x不能發(fā)生核磁共振

答案BD

解析由題意知，D、T兩種核素的質(zhì)子數(shù)是奇數(shù)，中子數(shù)分別為奇數(shù)、偶數(shù)，故