专题2.1.2 原子核外电子的排布（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第2课时　 原子核外电子的排布 目录 新知探究(一)——核外电子的排布原理及表示方法 新知探究(二)——原子光谱与光谱分析 课时跟踪检测 命题热点——核外电子排布的各种表征及运动 状态的描述 2 核外电子的排布原理及表示方法 新知探究(一) (一)核外电子的排布原理——构造原理 1.概念 电子是按一定顺序填充的,填满一个 之后再填下一个 ,这种规律称为构造原理。 能级 能级 2.三大内容 (1)能量最低原理:原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,使整个原子处于能量最低的状态。 (2)泡利不相容原理:每个原子轨道最多容纳两个自旋状态 的电子。 (3)洪特规则:原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占在不同的原子轨道上,且自旋状态 ,这样整个原子的能量最低。 不同 相同 (二)核外电子排布的表示方法 1.核外电子排布式 (1)电子排布式 用数字在轨道符号右上角标明该轨道上排布的电子数,例如: 15P: 　19K:________________ 1s22s22p63s23p3 1s22s22p63s23p64s1 　[微点拨]　 　由于出现能级交错现象,3d轨道的能量大于4s轨道的能量,所以基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2,而不是3d1和3d2。 (2)简化的电子排布式 把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”,以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,得到简化的电子排布式。例如: 16S: 　 21Sc:__________ [Ne]3s23p4 [Ar]3d14s2 (3)外围电子排布式 外围电子又称价电子,对于主族元素的原子而言,外围电子就是最外层电子。例如: 8O: 　13Al:_______ 2s22p4 3s23p1 2.轨道表示式 如Na原子的轨道表示式:______________ 自旋状态相反 电子 及其自旋状态 3.核外电子排布式的书写 (1)书写原子的电子排布式时,应按照电子层的顺序书写,如铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p64s23d6。 (2)书写离子的电子排布式时,先失去最外层电子,再失去内层电子,如Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。 (3)洪特规则特例:能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。这称为洪特规则特例。 如Cr的电子排布式为 ,3d和4s轨道均为半充满状态,原子较为稳定;又如Cu的电子排布式为 , 3d轨道为全充满,4s轨道为半充满状态,原子较为稳定。 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1 应用化学 卫星的金钛合金,而不是一般的钛合金。相较于普通钢材在高空容易结冰的缺点,金钛合金在低温下完全不惧怕结冰的问题。 1.基态钛原子的核外电子排布式如何表示? 提示:1s22s22p63s23p63d24s2。 2.基态钛原子的轨道表示式如何表示? 提示: 3.电子排布式和轨道表示式在描述核外电子运动状态方面有什么区别? 提示:电子排布式能够表示出每一个能级上的电子排布情况,轨道表示式除了能够表示出在每一个能级上电子的排布情况,还能表示出电子在该能级的原子轨道上的排布情况,因此比电子排布式更加具体形象。 4.如何书写简单离子的电子排布式? 提示:先写原子的电子排布式,然后再根据得失电子写出离子的电子排布式。例如:O2-的电子排布式,先写氧原子的电子排布式为1s22s22p4,再得2个电子得到O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式,先写铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,再失3个电子(由外层向内层)得到Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)C的电子排布式:1s22s12p3。( ) (2)Mg2+的轨道表示式: ( ) (3)3d6的轨道表示式为 。( ) [题点多维训练] × √ × 2.某同学在学习核外电子排布的知识时,把基态15P的电子排布式写成了1s22s22p63s233,他违背了(　　) A.能量守恒定律 B.泡利不相容原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 解析:根据洪特规则,填入多个能量相同轨道的电子总是先尽量分占不同轨道,且自旋平行,正确的电子排布式是1s22s22p63s2333。 √ 3.下列几种表示电子排布的方法正确的是 (　　) A.32Ge原子的电子排布式:4s24p2 B.28Ni原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s1 C.O原子的轨道表示式: D.27Co的外围电子排布式:4s2 √ 解析:32Ge原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,A错误;28Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,B错误;27Co的外围电子排布式为3d74s2,D错误。 4.下列各项叙述错误的是 (　　) A.某同学给出基态O原子的2p电子的轨道表示式 ,则违反了泡利不相容原理 B.若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则违反了能量最低原理 C.铍原子的核外电子的轨道表示式为 符合能量最低原理和泡利不相容原理 D.某基态原子的电子排布式为1s22s2222,符合能量最低原理和洪特 规则 √ 解析:　 违反了洪特规则,A错误;21号Sc元素的基态原子的电子排布式应为12s22s63p23s63p14d2,1s22s22s63p23s63dp3违反了能量最低原理,B正确;铍原子的核外电子数为4,根据能量最低原理和泡利不相容原理,轨道表示式为 ,C正确;根据能量最低原理和洪特规则,某基态原子的电子排布式为1s222p2p2p,D正确。 5.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________　　　　(填序号,下同),违反能量最低原理的是　　,违反洪特规则的是　 　,违反泡利不相容原理的是 　。  ①Ca2+:1s22s22p63s23p6 ②F-:1s22s23p6 ③P: ④Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 ⑤Mg2+:1s22s22p6 ⑥C: ①④⑤ ② ③ ⑥ 解析:根据核外电子排布规律知,②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道,而不是3p轨道,正确的应为1s22s22p6;③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同,正确的应为 ⑥违反泡利不相容原理,正确的应为 原子光谱与光谱分析 新知探究(二) 1.原子光谱形成原因 在通常情况下,原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态。当处于能量最低状态的原子 能量后,电子从能量____的轨道跃迁到能量 的轨道上。 电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,将 出能量。 吸收 较低 较高 释放 2.原子光谱分类 发射 光谱 当原子中的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时, _____光子,将发出的光通过棱镜就得到原子发射光谱 吸收 光谱 原子中的电子 光子,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上,然后将透过光通过棱镜,就得到原子吸收光谱 放出 吸收 3.光谱分析 通过原子发射光谱或吸收光谱来检测元素,称为光谱分析。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)霓虹灯光、激光、荧光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关。( ) (2)产生激光的前提是原子要处于激发态。( ) (3)电子跃迁时只吸收能量。( ) (4)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量。( ) [题点多维训练] × √ × √ 2.下列现象与核外电子的跃迁有关的是 (　　) ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶 A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧ C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦ √ 解析:①霓虹灯发出有色光,因为灯管中的稀有气体原子发生电子跃迁,释放能量,发射出不同颜色的光,正确;②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的,与电子跃迁无关,错误;③激光的产生就是在外部刺激的情况下,很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量,这些能量成为颜色一样的光子,有的在激光器内反射,继续与电子碰撞,释放更多的与它相同的光子,有的离开激光器,形成激光,与电子跃迁有关,正确;④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离,与电子跃迁无关,错误; ⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的,与电子跃迁无关,错误;⑥燃放的焰火,是因为不同金属元素发生电子跃迁,释放能量,形成不同颜色的光,正确;⑦日光灯通电发光,是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子,与电子跃迁有关,正确;⑧冷却结晶,是由于温度降低,物质的溶解度减小,析出溶质,与电子跃迁无关,错误。 √ 3.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是 (　　) A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应 解析:在电流作用下,基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红光;而电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红光,故A项正确。 核外电子排布的各种表征及运动状态的描述 命题热点 1.原子核外电子排布的表示方法 原子 结构示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 示例 Na: 　 O2-: 电子 排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 示例 O:1s22s22p4　Al:1s22s22p63s23p1 简化电子 排布式 含义 把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用稀有气体的元素符号外加方括号表示 示例 O:[He]2s22p4　Al:[Ne]3s23p1 续表 轨道表示式(或电子排布图) 含义 每个方框表示一个原子轨道,每个箭头代表 一个电子 示例 Cl: 续表 2.电子空间运动状态和运动状态 电子在核外的一个空间运动状态称为一个轨道,同一个原子中不存在两个运动状态完全相同的电子。 (1)一个原子中电子占据多少个原子轨道,电子就有多少种空间运动状态。 (2)原子核外一共有多少个电子,电子就有多少种运动状态。 1.下列有关化学用语表述正确的是 (　　) A.基态钙原子的简化电子排布式:[Ar]3d2 B.用电子云轮廓图描述2py原子轨道的形状: C.一水合氨的电离方程式:NH3·H2O===N+OH- D.基态氮原子核外电子排布的轨道表示式: [题点多维训练] √ 解析: 基态钙原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,故A错误;2py原子轨道的电子云轮廓图的形状为哑铃形,故B正确;一水合氨是弱电解质,电离方程式为NH3·H2O N+OH-,故C错误;基态氮原子2p轨道上的3个电子自旋方向相同,核外电子排布的轨道表示式为 ,故D错误。 2.钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属,常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语错误的是 (　　) A.原子结构示意图: B.简化电子排布式:[Ar]3d24s2 C.轨道表示式: D.电子排布式:1s22s22p63s23p63d24s2 √ 解析:Ti为22号元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,因此原子结构示意图为 ,故A、D项正确;Ti的简化电子排布式为[Ar]3d24s2,故B项正确;根据洪特规则可知,3d轨道电子排布图应为 ,故C项错误。 3.以下关于铁元素的相关说法正确的是 (　　) A.Fe3+的电子有23种空间运动状态 B.Fe的价电子轨道表示式为 C.Fe的26个电子在原子轨道中做圆周运动 D.铁与盐酸反应时失去的都是3d电子 √ 解析:Fe的原子序数为26,Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成Fe3+,则Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe3+占有原子轨道数为14,有14种空间运动状态,A错误;Fe的价电子排布式是3d64s2,轨道表示式为 ,B正确;Fe的26个电子在各自轨道中做绕核运动,半径不确定,不是圆周运动,C错误;铁与盐酸反应时失去的都是4s电子,D错误。 4.按要求完成下列填空。 (1)Na的电子排布式为　　　 　　。  (2)Ca的最外层电子排布式为　　　。  (3)Br的结构示意图为　　　　。  (4)O的电子排布图为　　　　　　。  (5)Ni2+的3d能级电子排布图为　　　　　　。  1s22s22p63s1 4s2 5.下表是几种元素基态原子中电子状态,填写表格。 元素 基态原子 电子排布式 电子运动 状态数目 电子空间运 动状态数目 6C       17Cl       24Cr       26Fe       1s22s22p2 6 4 1s22s22p63s23p5 17 9 1s22s22p63s23p63d54s1 24 15 1s22s22p63s23p63d64s2 26 15 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1.下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是 (　　) A.激光笔产生红色光线 B.金属钠在空气中燃烧时火焰呈黄色 C.用光束照射胶体时产生光亮的通路 D.焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案 16 18 17 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:激光笔产生红色光线是可见光,与原子核外电子的跃迁有关,故A正确;金属元素的焰色反应与原子核外电子的跃迁有关,故B正确;用光束照射胶体时产生光亮的通路是胶体的性质,是丁达尔效应,与原子核外电子的跃迁无关,故C错误;燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案为金属元素的焰色反应,与原子核外电子的跃迁有关,故D正确。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2.(2024·海安中学月考)下列有关化学用语错误的是 (　　) A.某元素原子的轨道表示式为 B.H2O的电子式为H︰︰H C.Ca2+基态电子排布式为1s22s22p63s23p6 D.钾(K)的原子结构示意图为 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:A中的轨道表示式,根据洪特规则,当电子在能量相同的不同轨道上排布时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同。所以A项正确的轨道表示式为 。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3.北京“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢,钒元素的原子序数为23,则钒原子的外围电子排布式正确的是 (　　) A.3s23p6 B.3d34s2 C.3d64s2 D.4s2 解析:钒元素的原子序数为23,可根据电子排布规律写出钒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,其外围电子排布式为3d34s2。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4.按照构造原理,下列电子填入能级的顺序正确的是 (　　) A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p 解析:由构造原理可知,A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d,错误;B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s,错误;D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p,错误。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 5.某原子核外电子排布式为ns2np7,它违背了 (　　) A.泡利不相容原理 B.能量最低原理 C.洪特规则 D.洪特规则特例 解析:泡利不相容原理:一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋状态相反。p轨道只有3个原子轨道,最多只能容纳6个电子,故电子排布式ns2np7违背了泡利不相容原理。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6.下列各原子或离子的电子排布式错误的是 (　　) A.Na+:1s22s22p6 B.F:1s22s22p5 C.Cl-:1s22s22p63s23p5 D.Mn:1s22s22p63s23p63d54s2 解析:Cl-应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构,所以Cl-的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 7.核外电子排布中,能级会发生交错现象。以下表示的各能级能量大小关系,不符合客观事实的是 (　　) A.3f>3d>3p>3s B.6s>5p>4d>3d C.5f>4d>3p>2s D.7d>6d>5d>4d 解析:在第3电子层中没有f能级,故A项不符合客观事实。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 8.下列各组指定的元素,不能由单质间通过化合反应形成AB2型化合物的是 (　　) A.[He]2s22p2和[He]2s22p4 B.[Ne]3s23p4和[He]2s22p4 C.[Ne]3s2和[He]2s22p5 D.[Ar]3d64s2和[Ne]3s23p4 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析: [He]2s22p2是C原子,[He]2s22p4是O原子,二者可由单质直接化合形成AB2型化合物CO2分子,A不符合题意;[Ne]3s23p4是S,[He]2s22p4是O,二者可通过单质化合反应形成AB2型化合物SO2分子,B不符合题意;[Ne]3s2是Mg,[He]2s22p5是F,二者可通过单质化合形成AB2型化合物MgF2,C不符合题意;[Ar]3d64s2是Fe,[Ne]3s23p4是S,Fe与S在加热时可发生化合反应生成FeS,不能形成AB2型化合物,D符合题意。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 9.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取 (　　) A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱 C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱 解析:E(3d)<E(4p),故电子由3d能级跃迁至4p能级时,吸收能量,形成吸收光谱。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 10.下列说法正确的是 (　　) A.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5 B.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似 C.基态铜原子的外围电子轨道表示式: D.基态碳原子的外围电子轨道表示式: √ 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:铁是26号元素,故铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,A正确;原子核外电子排布式为1s2的原子为氦原子,是稀有气体元素的原子,而原子核外电子排布式为1s22s2的原子是铍原子,是较活泼的金属元素,二者化学性质不相似,B错误;根据洪特规则,基态铜原子的外围电子轨道表示式为 C错误;根据能量最低原理,基态碳原子的外围电子轨道表示式为 D错误。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 11.下列选项叙述错误的是 (　　) A.若硫原子的轨道表示式为 违背了泡利不相容原理 B.若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,则违反了构造原理 C.氮原子的轨道表示式为 符合洪特规则和泡利不相容原理 D.泡利不相容原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:3p轨道电子排布违反了洪特规则,正确的硫原子的轨道表示式应为 故A错误;第25号Mn元素的基态原子的电子排布式为1s22s23s23p63d54s2,若写成1s22s22p63s23p6 3d7,则违反了构造原理,故B正确;氮原子的轨道表示式为 符合洪特规则和泡利不相容原理,故C正确;泡利不相容原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件,故D正确。 16 18 17 12 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一主族的是 (　　) A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子 B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子 C.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子 D.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:p轨道上有2个未成对电子,可能为2或4,不能确定元素的种类,则不一定为同一主族,故A不符合题意;p轨道上只有1个空轨道,说明另外两个轨道各容纳了1个电子,加上s轨道上的2个电子,最外层是4个电子,属于ⅣA族元素,故B符合题意;最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子,二者都是稀有气体元素,不属于主族元素,故C不符合题意;最外层电子排布式为1s2的原子为He,位于0族,而最外层电子排布式为2s2的原子是Be,位于ⅡA族,故D不符合题意。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13.(2024·厦门一中月考)1934年约里奥—居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子 X,得到核素Y,开创了人造放射性核素的先河XHe Yn 其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是(　　) A.原子半径:Y>X B.YH3的电子式为H︰︰H C.X的单质能溶于强碱溶液 D.基态Y原子的外围电子轨道表示式为 √ 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:由核反应方程式中质量数守恒,X的质量数W=30+1-4=27,推测其为短周期主族元素。Y的质子数比金属原子X的大2,两者应位于同一周期,设X的最外层电子数为x,则Y的最外层电子数为x+2,故x+x+2=8,解得x=3。综上分析知X为Al元素,Y为P元素。原子半径:Al>P,A项错误;PH3的电子式为H︰︰H,B项错误;Al能与氢氧化钠溶液反应,C项正确;基态Y原子的外围电子轨道表示式为 D项错误。 16 18 17 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 14.某元素A原子的L层要比M层少6个电子,它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则: (1)a的M层比N层多　 个电子;b的L层比M层少　个电子。a的稳定性　　　(填“大于”或“小于”)b的稳定性。  13 6 大于 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:由于第1、2层电子排布不出现能级交错,由题意可知A元素的L层已填满,共有8个电子,可得A的M层上有14个电子,则A的第3层电子排布为3s23p63d6,即可得A的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即A为Fe原子,其两种阳离子为Fe3+和Fe2+,阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,再根据洪特规则,a的3d轨道处于半充满状态,a比b稳定。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)写出A的电子排布式:　　　　 　　　　　。  a的最外层电子轨道表示式为　　　　　 　　 。  解析:由于第1、2层电子排布不出现能级交错,由题意可知A元素的L层已填满,共有8个电子,可得A的M层上有14个电子,则A的第3层电子排布为3s23p63d6,即可得A的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即A为Fe原子,其两种阳离子为Fe3+和Fe2+,阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,再根据洪特规则,a的3d轨道处于半充满状态,a比b稳定。 1s22s22p63s23p63d64s2 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 15.(2024·唐山一中阶段练习)已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中,原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E,其结构或性质信息如下表。 元素 结构或性质信息 X 原子的L层上s电子数等于p电子数 Y 元素原子最外层电子排布式为nsnnpn+1 Z 单质在常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子 W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 Q 元素的核电荷数为Y和Z之和 R 元素的正三价离子的3d能级为半充满 E 元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子 续表 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:X元素原子的L层上s电子数等于p电子数,即电子排布式为1s22s22p2,故X为碳元素,其原子核外共有6种不同运动状态的电子,有3种不同轨道类型的电子。 请根据信息回答有关问题: (1)元素X的原子核外共有　 种不同运动状态的电子,有　 种不同轨道类型的电子。  6 3 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)Q的基态原子电子排布式为　　　　　　　　　　　　,R的元素符号为　　,E元素基态原子的外围电子排布式为　　　　。  1s22s22p63s23p63d54s1 Fe 3d104s1 解析:Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子,可能为Al或Cl,单质在常温、常压下是气体的是Cl2,故Z为Cl元素;Q为Cr元素,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价离子,其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即R为26号元素Fe;根据题给信息,E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,该元素为29号元素Cu,其原子的外围电子排布式为3d104s1。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)含有元素W的盐的焰色反应为　　色,许多金属元素形成的盐都可以发生焰色反应,其原因是__________________________________ 紫 　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁 到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量,发出不同颜色的光 。  16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练 16.可以正确描述碳原子结构的化学用语是(　　) A.碳-12原子C B.原子结构示意图: C.原子核外能量最高的电子云图: D.原子的轨道表示式: 16 √ 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数,左上角表示质量数,则碳-12原子可表示为C,A项错误;碳原子的结构示意图为 ,B项错误;碳原子核外能量最高的是2p能级,呈哑铃形,C项电子云图正确;根据核外电子排布规律,碳原子的轨道表示式应为 ,D项错误。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 17.(2023·湖南卷改编)下列化学用语表述错误的是 (　　) A.HClO的电子式:H︰︰︰ B.中子数为10的氧原子O C.Fe3+的最外层电子排布式:3d5 D.基态N原子的价层电子排布图: 17 √ 16 18 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:HClO分子中O与H、Cl分别形成共价键,每个原子最外层均达到稳定结构,A项正确;中子数为10的氧原子,其质量数为8+10=18,可表示为O,B项正确;Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,C项错误;基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,2s轨道上的2个电子自旋方向相反,2p轨道上的3个电子分别占据3个轨道,自旋方向相同,D项正确。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 18.如图是元素周期表的一部分: (1)写出元素①的元素符号　　,与①同周期的某种元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d34s2,则该元素在元素周期表中的位置为　　　 　　　。  解析:元素①与N、P同族,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,为As元素;该周期的某种元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d34s2,则该元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族。 18 As 第四周期第ⅤB族 16 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)基态锑(Sb)原子的价电子排布式为　　 。 解析:锑原子序数为51,位于元素周期表第五周期第ⅤA族,价电子排布式为5s25p3。   18 5s25p3 16 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)锂电池被广泛应用于储能电源系统、军事等领域。下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为　　、　 (填标号)。  18 D C 16 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 18 解析:D中的电子尽可能占据能量最低的原子轨道,使整个原子能量最低;C中的电子占据能量相对较高的原子轨道,整个原子能量最高。 16 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (4)已知基态W原子的价电子排布式为5d46s2,与基态Cr原子相比,基态W原子与基态Cr原子的未成对电子数之比为　　　。  解析:基态W原子的价电子排布式为5d46s2,未成对电子数为4;基态Cr的原子序数为24,价电子排布式为3d54s1,基态W原子与基态Cr原子的未成对电子数之比为2∶3。 18 2∶3 16 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 18 (5)基态Cu原子电子占据的最高能层的符号为　　,基态Cu原子电子有　　种空间运动状态。  解析:Cu原子序数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,电子占据的最高能层为N能层,共占据15个原子轨道,基态Cu原子电子有15种空间运动状态。 N 15 16 17 解析:Na:1s22s22p63s1;Ca:1s22s22p63s23p64s2,其最外层电子排布式为4s2; 35Br的结构示意图为 ;O的电子排布式为1s22s22p4,其电子排布图为;Ni2+的3d能级电子排布为3d8,其3d能级电子排布图为。 $$