第1章 第1节 2、原子轨道核外电子排布原理-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修2(人教版2019)

第一章原子结构与性质么 二、原子轨道 核外电子排布原理 01以备知识梳理一。 盆础梳理 知识点1电子云与原子轨道 1.电子的运动特点 图拓考点 电子的质量很小但运动速度很快。电子与宏观物体的区别 电子的运动特点 在于电子的位置和速度不能同时被准确地测定，即不能确定具有 和电子云图的释义 一 定空间运动状态（如1s、2s、3s…)的核外电子在某个时刻处 (1)电子的运动特点 于原子核外空间的何处，而只能确定它出现在原子核外空间各处 ①体积小、质量小 ②运动空问小。 的概率。现代量子力学用电子云来描述电子的运动状态 ③运动速度快。 2.电子云 ④“测不准”：对于质量非 电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负 常小，运动速度极快且运动空 电荷的云雾笼罩在原子核周围，所以人们形象地把它称为电子 问极小的微观粒子来说，不能 云。电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现 确定具有一定空间运动状态 的机会多，即概率大：电子云密度小的地方，表明电子在核外空间 (如1s、2s、3s…)的核外电 单位体积内出现的机会少，即概率小。电子云是处于一定空间运 子在某个时刻处于原子核外 动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 空间的何处，而只能确定它出 3.电子云轮廓图 现在原子核外空间各处的 电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图来 概率。 表示电子云轮廓的形状。为了表示电子云轮廓的形状，对核外电 (2)电子云图的释义 ①电子云图表示电子在 子的空间运动状态有一个形象化的简便描述，把电子在原子核外 核外空间出现概率的相对 空间出现概率P=90%的空间圈出来（如图），即为电子云轮廓图。 大小。 ②球形电子云轮廓图的 含义：$电子云轮廓图都是球 形的，但不表示电子只在球壳 电子云轮廓图的绘制过程 内出现或运动，球体外也能出 4.原子轨道 现电子，只是概率密度小。另 (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态 外，；电子云轮廓图是球形的 称为一个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来表 表明5电子云在各个方向的 示原子轨道的形状和取向。 概率密度相同，只有1种空间 (2)形状： 取向。 ①s电子的电子云轮廓图是球形，只有一个伸展方向（如下图 ③哑铃形电子云轮廓图 所示)。同一原子的能层序数()越大，电子能量越高，电子在离 的含义：哑铃形也称纺锤形。 13 国避手细高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J 核更远的区域出现的概率越大，电子云半径越大。 p电子云轮扉图是哑铃形的， 但这不能说明p电子的运动 产为：5 轨迹是哑铃形的。 ①d、f电子云：d电子云 和「电子云的轮扉图比较复 ②p电子的电子云轮廓图是哑铃形，其伸展方向是互相垂直 杂，在中学阶段没有涉及， 的三个方向(p、p、p)(如下图所示)。p电子的电子云半径同样 d电子云和f电子云分别有 随着能层序数(n)的增大而增大。在同一能层中，P、P、P.的能 5种和7种不同的空间取向。 量相同。 回诊考策 0 能级和能层中原子轨道的数目 (1)s、p、df能级依次有 1、3、5、7个原子轨道。 (3)各能级所含原子轨道数目： (2)K、LM、N能层依次 能级 8 np d f 有1、4、9、16个原子轨道，机 轨道数目 1 3 7 道数为n。 ①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不 同，但同一能级的不同原子轨道能量相同。 巴记方法 ②一般把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 判断电子空间运动状态 例①(2024·重庆八中期中)下列表述正确的是( 数目的方法 A.2p能级的三个轨道相互垂直，能量相等 原子轨道的数目一电子 B.最外层电子数为2的元素都分布在s区 空间运动状态的数目。核外 C.基态S原子有16种空间运动状态不同的电子 电子占据几个原子轨道，就有 D.第ⅢA族元素从上到下氢化物水溶液的酸性逐渐减弱 几种不同的空间运动状态，同 一原子轨道（如2p,)中电子的 解析]2p能级的三个轨道相互垂直，能量相等，A正确：最外 空间运动状态相同。 层电子数为2的元素不一定都分布在s区，如He在p区，B错 误；基态S原子有16个电子，电子排布式为1s22s22p3s23p,则 有9种空间运动状态不同的电子，C错误；第MA族元素从上到 下氢化物水溶液的酸性逐渐增强，D错误。 答案A 易错点1对电子云，原子轨道理解有误 色纠错练1 误区1：误认为2s的电子云比1s的电子云大，说明2s的 下列有关电子云和原子轨 电子云中的电子比1s多 道的说法，正确的是()。 A.电子云就是原子轨道， 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 原子核外的电子像云雾一样 的概率密度分布的形象化描述，而不是电子的实际运动轨迹， 笼罩在原子核周国，故称电 1s与2s轨道最多都只能容纳2个电子。 子云 14 第-章原子结构与性质么9 B.2s的电子云比1s的电 误区2：误认为同一原子中2p、3p、4p能级中原子轨道数依 子云大，说明2s的电子云中 次增多。 的电子数比1s的多 2p、3p、4p能级中原子轨道数都是3个，区别是由2p能级 C.3p表示3p能级中有 到4p能级，具有的能量越来越大，电子云轮廓越来越大。 2个原子轨道 误区3：误认为电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核 D.与s能级轨道相同， 外空间电子数目多。 P能级轨道的平均半径随能 小黑点的疏密表示电子在原子核外出现的概率的大小，小 层序数的增加而增大 黑点越密，表明电子在原子核外出现的概率越大。 知识点2泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.电子自旋与泡利原理 冒敲黑板 (1)电子自旋 核外电子的运动状态数 电子自旋在空间中有两种相反的取向一顺时针方向和逆 与空间运动状态数 时针方向，分别用“个”和“”表示。 核外电子的运动状态数 (2)泡利原理（也称泡利不相容原理） 电子总数： 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋相 核外电子的空间运动状 态数=原子轨道总数。 2s 2s 反。如2s轨道上的2个电子的轨道表示式为，不能表示为内。 二者的区别在于是否区 2.电子排布的轨道表示式 分电子的自旋状态。 如：C1原子核外电子有 轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一种图式 17种运动状态，根据电子排布 IsIs 2s 2p 如氢和氧的基态原子的轨道表示式：H个、O个个 式1s2s2p3s23p可知，核外 电子有9种空间运动状态。 以S原子为例说明轨道表示式中各部分的含义： 能层序数 回诊考策 →能缴 没有电了 洪特规则特例 2s 2p 3s 3p*的轨道称 Si:田回田田☐为空轨道 简并轨道上的电子排布 +单电子（术 处于全充满、半充满和全空状 成对心) →1个扩框表示1个原了轨道 态时，体系的能量较低，原子 ,1个箭头表小1个儿了及其月状态（州 “4”表小片旋相反的2个电了) 较稳定。 3.洪特规则 相对 全充满：p、d"、 稳定的半充满：p、d、 基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占原子轨道， 状态金空：p,d 且自旋平行，这一规则是洪特根据原子光谱得出的经验规则，称为 (1)绝大多数原子的电子 洪特规则。 排布只要遵循构造原理，就符 如果不考虑洪特规则，又认定3个2印轨道有区别，氧的基态 合能量最低原理。 原子最外层就有若干种轨道表示式（方框上方或下方省略了2s、 (2)Cr、Cu、Ag、Au等少 2p):个个小个V个个个个个个… 数原子的电子排布虽然不遵 15 国避手册高中化学选择性必修2物质结构与性质) 如果遵循洪特规则，且不区分3个2印轨道，只得到一种轨道 循构造原理，但是符合能量最 2s 2p 低原理。 表示式：W个。 如基态2Cr原子的电子 4.能量最低原理 排布式为1s2s2p3s3p3d4s 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 (其中d半充满)，易错写为 道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 1s2s22p3s3p3d4s2:基态 基态原子的能量最低，故基态原子的电子排布是能量最低的 mC如原子的电子排布式为 [Ar]3d4s(其中d"全充 原子轨道组合，基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规 满)，易错写为[Ar]3d4s。 则和能量最低原理。 阳拓考点 例2(2024·安微合肥一中月考)下列由电子排布式或轨道 表示式所得的结论错误的是( 一些常考元素的基态原子的 价电子排布图或价电子排布式 选项 电子排布式或轨道表示式 结论 (1)主族和0族元素基态 A 1s22s22p3s23p 违背了洪特规则 原子的价电子排布图： B 1s 2s 2p"3s 3p3d 违背了能量最低原理 ns Ni原子的价层电子轨道表示式： IA ns 3d 48 该原子处于基态 N州州个个W lA(及He) s 四 8 S原子的轨道表示式： ⅢA ns'np 四□ D Is 2s 2p 3s 3p 违背了泡利原理 75 网网MW四州W网 NA 1s2p2 四☐ p 解析3即能级上的2个电子应排在不同轨道上，其违背了洪 VA sp个个 特规则，故A不符合题意；排布时应先排能量低的4s轨道，而不 s 是排能量高的3d轨道，其违背了能量最低原理，故B不符合题 MA sp个个个 意；Ni的原子序数为28，其价层电子排布式为3d4s2,当价层电 月S p IA ns'np 个 3d 4s 子轨道表示式为个个幻时，该原子处于基态，故C不 18 p 0(除He外)sp田个四 1s 2s 2p 3s 3p (2)21~30号过渡元素基 符合题意：S原子的轨道表示式为四W个四☐： 态原子的价电子排布式依次 3p轨道上的电子未单独分占，其违背了洪特规则，故D符合题意。 为3d4s-→3d4s-→3d4s→ 答案D 3d4s(不是3d4s)→34s→ 3d4s2→3d4s2→3d°4s2→ 易错点2轨道表示式的书写错误 3d4s(不是34s2)+3d4s. 轨道表示式（或电子排布图）的书写要注意以下几点： (1)凡有2个电子的轨道中，电子的自旋状态是相反的，即￥： 通纠错练2 凡只有1个电子的几个相同能级的轨道（如3个np、5个nd轨 根据原子核外电子排布 道)中，电子的自旋状态一定是平行的（依据洪特规则）。 规则回答下列问题： 16 第一章 原子结构与性质收组 p np nd (1)写出基态(O原子的轨 例如：个个☐个或个个个 道表示式： (2)在书写基态原子的轨道表示式时，要避免出现以下错误： (2)写出基态Cr原子 ①个个☐（违背能量最低原理），应网个 的价层电子的轨道表示式： ②的（违背泡利原理），应为。 (3)Au为第六周期第IB ③☐（违背洪特规则），应为个☐。 族元素，基态A山原子的价层 ④个W(违背洪特规则)，应为个个。 电子排布式为 (4)(2024·安微芜湖 (3)虽然电子的排布（或填充）遵循构造原理，但在书写轨 一中月考)某同学所写的基 道表示式时还是要按能层和能级顺序来书写。如电子虽然先 态C原子的轨道表示式为 排满4s轨道，再进入3d轨道，但轨道表示式中3d轨道仍然写 Is 2s 2p 在4s轨道的前面。铁原子的轨道表示式为： 四四□，其违背了 2p 3p 3d (填原理或规则 Is 2s 3s 48 码四N四四N四个个个个 的名称，下同)：基态T原子的电 (4)记住洪特规则的特例。 子排布式为1s2233p464p. 其违背了 例如：2Cr的电子排布式为1s22s22p3s23p3d4s(或 基态K原子的电子排布式为 [Ar]3d4s),3d和4s轨道为半充满状态；2sCu的电子排布式 1s2s22p3s3p,其违背了 为1s22s22p3s23p3d4s'(或[Ar]3d4s). (5)答题时易混淆电子排布式和轨道表示式，或在轨道表 (5)从能量角度来看，Fe 示式上标记电子数。 比Fe+的稳定性更 2s 2p (填“强”或“弱”)，从原子结构 例如：2s22p2的轨道表示式应为个个☐，而不是 的角度分析其原因： 2s 2p 鱼难拓展 重难点1基态原子中未成对电子的判断 1.未成对电子的定义 个原子轨道中只有1个电子时，该电子即为未成对电子。 一个原子轨道中有2个自旋方向相反的电子称为成对电子。 2.1~36号元素中，基态原子核外价电子排布中的未成对电 子数与电子排布之间的关系 未成对电子数 价层电子排布 元素 0 ns2、usp、3d4s He、Ne、Ar、Kr、Be、Mg、Ca、Zn (0族、第ⅡA族、第ⅡB族，共8种 17 重雕手细高中化学选择性必修2物质结构与性质尺) 续表 回诊考策 未成对电子数 价层电子排布 元素 牢记常见未成对电子数 H、LiNa、K、B、Al、Ga、F、ClBr (1)第1A、ⅢA,IA族 ns、nsnp、nsnp、 →1个未成对电子： 3d4s2、3d4s Sc、Cu(第IA、ⅢA、MA、ⅢB IB族，共12种) 第NA、MA族→2个未 nsp、nsp、 C、Si、Ge、OS、Se、Ti、Ni(第NA 成对电子： 3d4s、3d4s MA、NB、M族，共8种 第VA旅（主族元素基态 nsp3、3d4s2、 N、P、As、V、Co(第VA、VB 原子中未成对电子数最多)一 3 3d4s Ⅷ族，共5种) 3个未成对电子： 3d4s Fe(第Ⅷ族，I种) 第ⅡA族、0族·不含未 5 3d4s Mn(第1IB族，1种) 成对电子。 (2)核外电子数为奇数的 6 3d4s' Cr(第IB族，1种) 基态原子，其原子轨道中一定 例①(2024·安徵安庆一中期中)基态氧原子核外未成对电 含有未成对电子：核外电子数 子数为 第三周期中有2个未成对电子的元素符号为 为偶敏的基态原子，其原子轨 (填1种即可)，M层上有2个成对电子的原子最外层共 道中可能含有未成对电子。 有 种不同运动状态的电子。 解析氧原子核外有8个电子，基态氧原子核外电子排布式 为1s22s2p',故其核外未成对电子数是2。第三周期中有2个未 成对电子的元素的价层电子排布式为3s23p或3s23p,核外电子 数为14或16，元素符号为Si或S。M层上有2个成对电子的原 子的电子排布式为1s2s22p3s23p,最外层有6个电子，每个电子 的运动状态都不相同，所以最外层共有6种不同运动状态的电子。 答寨2：Si(或S):6。 重难点2基态离子的核外电子排布 1.主族元素基态离子的核外电子排布 主族元素原子的价电子就是其最外层电子，当原子转化为 离子时，或失去最外层电子变成阳离子，或得到电子变成阴离 子，并将得到的电子填充在最外层中未填满的p轨道上。如 Mg:1s22s22p3s2-Mg2+:1s22s2p;S:1s22s2p3s23p-S-: 1s22s22p3s23p 2.过渡金属基态离子的核外电子排布 21~30号过渡金属元素的价层电子包括3d电子和4s电子， 可以表示为3d-°4s2。原子失去电子时先失去最外层的4s电 子，再失去次外层的3d电子。如Mn:3d4s2→Mn+:3d5(不是 3d4s2);Fe:3df4s2→Fe+:3d→Fe3+:3d。 18 第一章 原子结构与性质么组 例②回答下列问题。 园记规律 (1)基态Cu+的核外电子排布式为 过渡元素的原子转化为 (2)钛原子转化为相应的阳离子时首先失去 轨道上 相应的阳离子时，首先失去5 的电子。镉(Cd)原子的价层电子排布式为4d5s2,则Cd+的价 轨道的电子，再失去(n一1)d 层电子排布式为 轨道的电子或(n一2)「轨道的 (3)基态Cr3+的轨道表示式中3d能级有 个空轨道， 电子。2130号元素的儿种简 基态N+的轨道表示式中有 个未成对电子。 单离子的简化电子排布式如 下表所示： 解析依据Cu原子、Cr原子，Ni原子的价层电子排布式分 别为3d4s'、3d4s、3d4s2,可判断Cu+、Cr+、N+的价层电子 T [Ar]3d Cr:[Ar]3d Mn:[Ar]3d Fe:[Ar]3d 排布式分别为3d°、3d3、3d,则Cr+的3d能级有2个空轨道， Fe:[Ar]3d Co:[Ar]3d N+的3d能级有2个未成对电子。Ti原子转化为相应的阳离子 Ni:[Ar]3d Cu':[Ar]3d" 时先失去4s电子：Cd原子转化为Cd+时失去2个5s电子 +:[Ar]3d Zmt:[Ar]3d四 答案(1)1s22s22p3s3p3d(或[Ar]3dP)。(2)4s;4d。 (3)2:2。 口-02一关建能力提升。 题型1原子核外电子的运动状态 自旋方向相反，因此在一个基态多电子的原子 例①(2024·湖南师大附中单元检测)关 中，不可能有两个运动状态完全相同的电子， 于电子在核外运动的状态，下列说法中错误的 故C不符合题意；离原子核越远的电子，其能 是()。 量越大，则P原子轨道电子的平均能量随能层 A.电子在原子核外是分层运动的 的增加而增大，但p轨道始终为哑铃形，所以 B.在基态多电子原子中，p轨道电子的能 原子轨道的伸展方向与能量大小无关，故D不 量一定高于s轨道电子的能量 符合题意。 C.原子核外不可能有两个电子的运动状 答案B 态是完全相同的 子四支铅 D.原子轨道的伸展方向与能量大小无关 (1)同一能层，各能级的能量：s<p< 解析根据能量的高低，电子在原子核外 nd<nf… 分层排布，离原子核越远的电子，其能量越大， (2)不同能层中的同种能级的原子轨道 故A不符合题意；在基态多电子原子中，P轨 能量：1s<2s3s<4s… 道电子的能量不一定高于、轨道电子的能量， (3)同一能级的各原子轨道能量相等，如 如4s电子比2p电子的能量高，故B符合题意； 2p能级的三个轨道2pr、2p、2p.能量相等。 在多电子原子中，电子填充在不同的能层，能 ◆跟踪练1下列有关原子轨道的叙述中 层又分为不同的能级，同一能级又有不同的原 正确的是( 子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子， A.硫原子的2s轨道能量比3p轨道的高 19 国避手册高中化学选择性必修2物质结构与性质) B.能层序数n=4的原子轨道最多可容纳 ◆跟踪练2(2024·安微合肥一中月考) 16个电子 下列各基态微粒的电子排布式或最外层电子 C.铯原子的2s与5s电子云轮廓图均为球形 排布图不符合能量最低原理的是( D.因为s轨道的形状是球形，所以s电子 A.Fe2:1s22s22p3s23p 3d 做的是圆周运动 B.Cu:1s22s22p3s23p3d4s2 题型2核外电子排布原理 2s 2p 例2(2024·江西九江一中月考)下列基 C.F:个WN个 态原子的电子排布式违背了泡利原理的是 2s 2p D.Na' A.铜原子的电子排布式：1s22s22p3s23p3d4s 题型3利用原子核外电子排布确定元素 B.碳原子的电子排布式：1s22s22p 例3(2024·湖北度阳五中单元检测)有 C.钪原子的电子排布式：1s2s2p3s3p3d4s X、Y、Z、Q、T五种元素，基态X原子的M层的 D.硅原子的电子排布式：1s22s22p3s33p p轨道上有2个未成对电子，基态Y原子的价 解析铜是29号元素，铜原子的电子排布 式为1s22s22p3s23p3d4s',符合泡利原理， 层电子排布式为3d4s2,基态Z原子的L层的 A不符合题意；碳是6号元素，碳原子的核外 p能级上有1个空轨道，基态Q原子的L层的 电子排布式为1s22s22p2,符合泡利原理，B不 p轨道上只有1个成对电子，基态T原子的 符合题意；钪是21号元素，钪原子的核外电子 M层的p轨道处于半充满状态。回答下列问题： 排布式为1s22s22p3s3p3d4s2,符合泡利原 (1)X的元素符号为 ,Y的元素符 理，C不符合题意；硅是14号元素，硅原子的核 号为 外电子排布式应为1s22s22p3s23p,3s轨道最 (2)基态Z原子的核外电子排布式为 多可容纳2个电子，1s22s22p3s33p违背了泡 ,基态Q原子的核外电子轨道表示式 利原理，D符合题意。 为 ,基态T原子的核外电子 答案D 轨道表示式为 名师安细 (3)Y的单质在Q的单质中燃烧的化学方 (1)虽然电子排布遵循构造原理，但书写电 程式为 子排布式时应按照能层由低到高的顺序书写。 解析基态X原子的3p轨道上有2个 如基态Fe的电子排布式是1s223s23p3f4, 未成对电子，可能是3p,也可能是3p,故X可 而不是1s22s22p3s23p4s23d。 能是Si,也可能是S:基态Y原子的价层电子 (2)主族元素基态原子的最外层电子就 是价层电子。过渡元素基态原子的价层电 排布式为3d°4s2,则它的核外电子排布式为 子一般包括最外层的s电子和次外层的d电 [Ar]3di4s2,核电荷数是26，Y是Fe;基态Z原 子，有的还包括倒数第三层的「电子。 子的2p能级上有1个空轨道，只能是2p,则Z (3)简单离子是原子得失一定数目电子 是C;基态Q原子的2p轨道上只有1个成对 后的产物。在表示阴、阳离子的核外电子排 电子，应为2p,则Q是O;基态T原子的3p轨 布情况时，务必注意离子与原子之间的电子 道处于半充满状态，应为3p,则T是P。 数目关系。 答案(1)Si或S:Fe。 20 第-章原子结构与性质么 1s 2s 2p 回答问题。 (2)1s22s22p2:W个y个个： A元素的原子只有1个能层且只含1个电 Is 2s 2p 3s 3p 四NNNN个个。 子；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不 能再容纳电子：C元素的原子2p轨道上有 (3)3Fe+20,点尴Fe0. 1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相 名师同留 反：D元素的原子第三能层上有8个电子，第四 1~36号元素基态原子具有特殊性的核 能层上只有1个电子：E元素的原子最外层电 外电子排布： 子排布式为3s23p:F为金属元素且其原子核 (1)最外层只有1个未成对电子的： 外p电子数和s电子数相等。 第IA族(ns':H、Li、Na,K): (1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成 第ⅢA族(nsp:B、Al,Ga): 第A族(ns2p:F,Cl,Br)及Cr(3df4s) 的化合物的化学式： 和Cu(3d4s)。 (至少写出5个)。 (2)最外层有2个未成对电子的： (2)写出E元素基态原子的核外电子排布 第NA族(ns2p2:C、Si、Ge); 式 。F元素基态原子的核 第MA族(ns2np':O.S、Se)。 外电子轨道表示式为 (3)最外层有3个未成对电子的： (3)写出用上述元素组成的物质制备A的 第VA族(ns2np:N、P、As)。 单质的化学方程式： (4)未成对电子数最多的： (至少写出2个)。 Cr(3d4s,共有6个未成对电子)。 (4)检验某溶液中是否含有D,可通过 ●跟踪练3(2024·四川成都七中月考) 试验来实现：检验某溶液中是否含有 按照下列元素基态原子的核外电子排布特征B,通常所用的试剂是 和 03学业质量测评。 一A基础过关练 测试时间：15分钟 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生 1.(2024·湖北武汉二中单元检测)下列叙述 原子光谱 正确的是( ）。 2.下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应， 1s 2s 2p 又能与烧碱溶液反应，且都产生H2的是 A.四四W四可表示单核0电子粒子 ( )。 基态时的电子排布图 A.核内无中子的原子 B.2s的电子云半径比1s的电子云半径大， B.外围电子排布式为3s23p的基态原子 说明2s的电子比1s的多 C,基态原子的核外电子排布图如下的原子： C.s能级上电子的能量总小于p能级上电子 1s 2s 2p 35 的能量 四W个NW四Y 21 国雕手细高中化学选择性必修2物质结构与性质 RJ D.处于激发态时其原子的电子排布式可能 道表示式表示的不同状态下能量最低的是 为1s22s22p3s3p )。 3.(2024·湖北武汉外国语学校期中)1817年， Is 2s 2p.2p,2p 瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的 A.□N个内 红色粉末物质中制得硒。硒与氧元素同主 1s 2s 2p.2p.2p 族，下列关于硒及其基态原子的说法中正确 B.WN☐ 的有( 1s 2s2p,2p, 2p ①位于元素周期表第四周期②电子占据 C四四个 18个原子轨道③电子占据8个能级 15 2s 2p.2p,2p ④电子占据的最高能级符号是4p⑤价层 2.(2024·上海格致中学单元检测)下列用价 电子排布式为3d°4s24p 电子排布式所表示的各对基态原子中，能形 A.3项B.4项C.5项 D.6项 成共价化合物的是( )。 4.(2024·北京二中期中)核外电子排布时遵 A.3s23p和2s22p B.3s2和2s22p 循一定的原则：在一个原子轨道里最多只能 C.2s22p2和3s23p D.3s2和2s22p 容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理 3.(2024·福建莆田一中期末)现有4种元素， 称为泡利原理：对于基态原子，核外电子在 其中A、B、C为短周期主族元素，D为第四 能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分 周期元素，它们的原子序数依次增大。请根 占不同的原子轨道并且自旋状态相同，称为 据下表所列相关信息回答问题。 洪特规则。依据以上原则，下列基态原子或 元素 相关信息 离子的核外电子排布正确的是 违背能量最低原理的是 违背洪特 A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种 A 固体单质在工业上常用作切割工具 规则的是 违背泡利原理的是 (均填序号)。 B B元素原子的核外p电子数比s电子数少I ①Ca2+:1s22s22p3s23p C元素基态原子2p轨道有两个未成对电子 ②F:1s22s22p D D在元素周期表的第8纵列 2s 2p 3s 3p (1)某同学根据上述信息推断基态A原子 ③P:NNNN个 1s 2s 2p Cr:1s22s22p3s23p3d 4s 的核外电子排布图为州州个☐，该 ⑤K:1s22s22p3s23p3d 同学所画的电子排布图违背了 ⑥Mg:1s22s22p3s (2)基态D原子中能量最高的电子，其电子 1s 2s 2p 云在空间有 个方向。 ⑦C:M的个个☐ (3)B的电子排布式为 ,C的外围电 ●B综合提能练 测试时间：20分钟 子轨道表示式为 ,D*的外 1.(2024·四川乐山一中月考)下列B原子轨 围电子排布式为 22重雅点手册高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J [(1)S核外有16个电子，电子排布式为152s2p3s3p。 5.(1)镓。 (2)钾：紫。(3)铜：29 (2):Na的核外电子排布式为1s2s22p3s,则次外层 (4)3d4s2:2个或3个 电子排布式为2s22p。(3)mCa的核外电子排布式为 [(4)原子序数小于36的元素X和Y,在元素周期表中 1s2s2p3s3p4s,最高能层为N层，电子排布式为 既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X 4s。(4)sFe核外有26个电子，简化电子排布式为 大2，则X为Fe,Y为Ni:基态Ni原子的电子排布式是 [Ar3d'4s。(5)Co核外有27个电子，核外电子 1s22p3s3p3F4s或[Ar]34s2,基态Ni原子的 排布式为1s2s2p3s23p3d4s2,所以原子结构示 价层电子排布式是34s:基态Fe原子的电子排布式 是1s22s22p3s23p3d4s2,基态Fe原子的价层电子排 意图为 (6)Fe的核外电子排布式为 布式是34s,参与化学反应时，失去2个或3个电 [Ar]3d4s,失去3个电子后形成sFe*,所以Fe+的 子，表现为+2价或+3价] 电子排布式为1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d。(7)aAs C培优突破练 核外有33个电子，简化电子排布式为[A]3d"4s24p.] 1.(1)1s2s2p:2s2p.(2)S):0:C:0: B综合提能练 (4)S=C-S 1.A[在基态多电子原子中，同一能层的p轨道电子的 能量高于s轨道电子的能量，不同能层的p轨道电子 化合物YX,ZX中，X,Y、Z的核电荷数均小于18 的能量不一定高于s轨道电子的能量，如p轨道电子 Y原子的最外能层的p能级的电子数等于前一能层 的能量低于3s轨道电子的能量，A正确：任一能层的 的电子总数，因此基态Y原子的价层电子排布式为 能级总是从8能级开始，且能级数一定等于该能层序 2s22p,所以Y是碳。X和Y具有相同的电子层数，X 数，B错误：同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最 原子最外能层的p能级填充了4个电子，所以X是氧： 多电子数都是2，C错误：多电子原子中，同一能级上电 Z与X在周期表中位于同一主族，所以Z是硫。(1)基 子的能量相同，D错误，] 态氧原子的核外电子排布式为1s2s2p,基态碳原子的 2.B[1s2s2p是基态F原子的电子排布式，A不符合 价层电子排布式为2s2p。(2)ZX的化学式是S)。, 题意：1s2s2p3s是激发态Ne原子的电子排布式， YX的化学式是C),CO的电子式是：6：C:O: 电子从2p能级跃迁到3s能级，B符合题意：1s2s2p (3)Z形成的简单阴离子是，其结构示意图是 是基态N原子的电子排布式，C不符合题意：24号元 素Cr基态原子的电子排布式为[Ar]3d4s,选项给出 (4)Y和Z在一定条件下形成的简单分子是 的是基态原子的电子排布式，D不符合题意。] 3C[X为A1元素，Y为S元素，形成的化合物可以为 CS:,其结构式是S=C=S] A山S,故A不符合题意：X为Cr元素，Y为O元素，形 二、原子轨道核外电子排布原理 成的化合物可以为CO,故B不符合题意：X为Mg 【必备知识梳理】 元素，Y为N元素，形成的化合物为MgN,不能形成 [纠错练]D[电子云是处于一定空间运动形态的电 XzY型化合物，故C符合题意：X为N元素，Y为O 子在原子核外空间的概率密度分布的形象化措述，而 元素，形成的化合物可以为N(),故D不符合题意。] 不是电子的实际运动轨迹，A错误：1s与2s轨道都最 4.B[4种粒子分别为C,F,Na,Ne,得电子能力最强的 多能容纳2个电子，B错误；3p表示3p能级中容纳了 是F原子] 2个电子，C错误：能层越高，对应p能级轨道的平均半 2 参考答案与提示》收组 径越大，D正确。] 外层有7个电子，最外层电子排布式为22p,由泡 Is 2s 2p 利原理与洪特规则可知，最外层电子轨道表示式为 [纠错练2](1个 2s 2p 3d 45 个，故C不符合题意：Na最外电子层为第 (2+中 (3)5d6s. 2电子层，最外层有8个电子，最外层电子排布式为 (4)洪特规则：构造原理和能量最低原理：泡利原理和 2s2p,由泡利原理与洪特规则可知，最外层电子轨道 构造原理 2s 2p (5)强：基态Fe+的价层电子排布式为3,3d轨道处 表示式为四，故D不符合题意] 于半充满的稳定状态。 [跟踪练3] (1)KOH、KCIO、KCIO、HCIO.HCIO方. [(1)O原子核外有8个电子，依据构造原理可知，电子 (其他合理答案均可) 排布式为1s22s2p。(2)根据洪特规则的特例，基态 1s 2s 2p 3s (2)1s222p3s3p:N Cr原子的价层电子排布式为3d4s。(3)基态Cu原 子的价层电子排布式为3d"4s,与Cu同副族的Au的 （3)2H0电邂2H++0.+:2K+2H0一2K0H+ 基态原子的价层电子排布式为56s。(4)填入简并 H↑。（其他合理答案均可） 轨道的2个2p电子应分占2个轨道，违背了洪特规 (4)焰色：AgNO溶液：稀硝酸。 则：电子在排满4s能级后，应进入3d能级而不是4p [A元素的原子只有1个能层且只含1个电子，故A为 能级.所以电子排布式1s2s2p3s23p4s4p不符合 H:B元素的原子3即轨道上得到1个电子后不能再容 构造原理，也不符合能量最低原理：3即能级最多只能 纳电子，所以B为C1:C元素的原子2即轨道上有1个 容纳6个电子，电子排布式1s2s22p3s3p违背了构 电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，所以C 造原理和泡利原理。（⑤）基态F的价层电子排布式 为O:D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层 为3d,基态Fe+的价层电子排布式为3d,基态Fe 上只有1个电子，所以D为K:E元素的原子最外层电 的3d轨道处于半充满状态，能量低，因此Fe+比Fe 子排布式为3s3p,所以E为Ar:F为金属元素且原 稳定] 子核外p电子数和s电子数相等，则F为M。(1)由 【关键能力提升】 A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式为 [跟踪练1]C[2s轨道的能量低于3p轨道的能量，故 KOH.KCO,KCIO、HCO、HCIO等。(3)利用上述 A错误：能层序数n=4的原子轨道最多可容纳32个 元素组成的物质制备H,的化学方程式有2H,0电解 电子，故B错误：s电子云轮廓图都呈球形，故C正确： 2H↑+O↑，2K+2HO一2KOH+H2↑，(4)检 电子的运动是无规则的，没有固定的轨道，故D错误。] 验某溶液中是否含有K,可以通过焰色试验来实现： [跟踪练2]B[能量最低原理的内容为在构建基态原 检验某溶液中是否含有C!,通常使用的试剂是 子时，电子将尽可能地占据能量低的原子轨道，使整个 AgNO溶液和稀硝酸。] 原子的能量最低。F©2核外电子数为24，由能量最低 【学业质量测评】 原理可知，其核外电子排布式为1s22s22p3s23p3d, A基础过关练 故A不符合题意：C:原子核外电子数为9，根据能量最 Is 2s 2p 低原理，核外电子排布式应为1s2s22p3s23p3d4s, 1.A[A项，四符合泡利原理和洪特 故B符合题意：F原子最外电子层为第2电子层，最 规则，核外电子总数为10，则可表示单核10电子粒子 3 重难⑤手册高中化学透择性必修2物质结构与性质？) 基态时的电子排布图，正确：B项，2s的电子云半径比 排布式为2s2p的是F,二者形成的化合物为MgF, 1s的电子云半径大，但2s的电子总数与1s的一样多， 为离子化合物，错误：C项，价电子排布式为2s2p的 错误：C项，同一能层的s能级上电子的能量总小于 是C,价电子排布式为3s23p的是C1,二者形成的 ρ能级上电子的能量，不同能层的s能级上电子的能量 CC1,为共价化合物，正确：D项，价电子排布式为3s 与p能级上电子的能量大小无法判断，错误；D项，电 的是Mg,价电子排布式为2s2p的是O,二者形成的 子从激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，从基态跃 化合物为MgO,是离子化合物，错误。] 迁到激发态时会产生吸收光谱，吸收光谱和发射光谱 3.(1)洪特规则。(2)5. 总称为原子光谱，错误。] 2 2p 2.D[A项所述原子为氢原子，B项所述原子为硫原子， (3)1g2x2p出11：3。 C项所述原子为镁原子，D项所述原子为铝原子。其 A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们 中只有铝单质既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反 的原子序数依次增大，A元素形成的物质种类繁多，其 应，且都产生H。故选D.] 形成的一种固体单质在工业上常用作切制工具，则A 为C元素：B元素原子的核外p电子数比s电子数少 3.B[硒元素原子的核电荷数为34，基态原子的核外电 1,则B为N元素：C元素基态原子2p轨道有2个未成 子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p。丽元素位于 对电子，则C为O元素：D在元素周期表的第8纵列 元素周期表第四周期，①正确：根据原子核外电子排布 则D为Fe元素。(1)碳元素的原子序数为6，基态碳 规律知丽原子的电子占据18个原子轨道，②正确：根 152s 2p 据核外电子排布规律知电子占据8个能级，电子占据 原子的电子排布图为权个个☐，题中该同学 的最高能级符号是4p.③④正确：基态硒原子的价层电 画的电子排布图中2印轨道违背了洪特规则。(2)基态 子排布式为4s4p,⑤错误.正确的是①②③④，共 Fe原子的价层电子排布式为3d4s,基态原子中能量 4项。故选B] 最高的电子是3d轨道上的电子，3d电子云在空间有 4.①⑥：①⑤：③：⑦ 5个伸展方向。(3)B为N元索，电子排布式为1s2s2: [由核外电子排布规律可知，①⑥的电子排布式正确： C为O元素，电子排布式为1s2s2p,外围电子轨 ②中2p轨道应填充6个电子，书写错误：④中3d轨道 25 2p 应为半充满稳定结构，⑤中最外层1个电子应填充能 道表示式为↑个铁元素的原子序数为26， 量较低的4s轨道，违背能量最低原理：③中3即轨道的 铁原子的电子排布式为1s2s22p3s23p3d4s或 电子应分占3个不同的轨道且自旋状态相同，违背洪 [A3d4s,铁原子失去3个电子形成铁离子，其外围 特规则：⑦中1s,2s轨道的电子自旋状态应相反，违背 电子排布式为3d] 泡利原理。] 4.(1)球：1：哑铃：3。 (2)2p:垂直：氟：H:N:H。 B综合提能练 (3)S:1s2s22p3s23p. L.C[C项为基态B原子的轨道表示式，能量最低。故 152s 2p 1s 2s 2p 选C] (4)四四个：四四N 2.C[A项，价电子排布式为3s3p的是Al.价电子排 [(1)s电子的原子轨道是球形的，每个s能级有1个原 布式为2s2p的是O.二者形成的氧化铝为离子化合 子轨道：p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级 物，错误：B项，价电子排布式为3s的是Mg,价电子 有3个原子轨道，它们相互垂直，分别用p、Pp表 参考答架与提示么 示。(2)元素X的原子最外层电子排布式为s"np+1, →H p轨道排有电子，说明s轨道已排满电子，即n=2, 核外全部是s 1s-He 不一定位于同 则元素X的原子核外电子排布式为1s22s2p,X是氨 电子的原子 1s22s Li 周期，D错误 父 1s2s2→Be 元素，其最低价氢化物为NH,电子式为H:N:H。 【关键能力提升】 (3)元素Y的原子最外层电子排布式为ns"p+,又 [跟踪练1]B[最外层电子排布式为1s的元素为 n一1=2，n=3,则Y元素的原子核外电子排布式为 He,位于周期表0族，最外层电子排布式为2s的元素 1s22s2p3s23p,Y是硫元素。(4)N、F的核外电子数 为Be,位于周期表第ⅡA族，二者不在同一主族，A错 分别是7和9] 误：p能级有1个空轨道，则该元素原子的价层电子排 C培优突破练 布式为sp,所以属于p区元素，一定是同主族元 4s Ap 2s 2p 1.(1)14:闷个☐ (29+内 素，B正确：s能级最多排2个电子，则n=2,所以最外 (3)M. (4)相反。 层电子排布式为s"p的原子为C原子，在第二周 [(1)基态硅原子核外有14种运动状态的电子：基态锗 期，而最外层电子排布式为2s2p的离子所对应的元 4s p 素可能是金属元素，也可能是非金属元素，若为金属元 原子的最外层电子的轨道表示式为四中+☐ 素，则在第三周期，C错误：原子核外M层上的s能级 2p 和p能级都充满电子，而d轨道上尚未有电子的两种 (2)基态氮原子的价层电子轨道表示式为个。 原子可能是第三周期元素原子，也可能是第四周期元 (3)基态C1原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 素原子，D错误] M。(4)氧元素基态原子的K层有2个电子，根据泡利 [跟踪练2]C[非金属元索主要集中在元素局期表右 原理可知，K层电子的自旋状态相反。] 上角的三角区内，因为氢元素只有一个电子层，所以氢 第二节原子结构与元素的性质 元素排在s区，且存在于元素周期表的左上角，C符合 一、原子结构与元素周期表 题意] 【必备知识梳理】 [跟踪练3]A[由于基态Y原子的价层电子排布式为 [纠错练1]A ns一p+',其中n一1=2，所以n=3,则Y是S,根据 [Ar]3d4s或 元素X、Y、乙在周期表中的相对位置可判断X是F,Z是 [原子核外N Ar3d4s- Cr或 都位于第四 能层上有一个 As,据此解答。基态S原子的价层电子排布式为3s3p, Cu(有d电子) s电子的原子 周期，A正确 A错误：S在周期表中的位置是第三周期第MA族， 「Ar14s (无d电子) K B正确：F位于第二周期，此周期所含非金属元素种数 (原子→Ne 不一定位于 最多，C正确：As的原子序数是33，基态原子的核外电 最外层电子排 布式为2s22p 同一周期， 离子→0N等)B错误 子排布式为1s22s22p3s23p3d°4s24p2,D正确.] 【学业质量测评】 原子核外M能 1s2s22p 3s23p-Ar 】不一定 层上的s、p能 A基础过关练 位于同 级都充满电子，1s2s2p3s23p4s→K 一周期， 而d能级上没 1.B[硒元素与硫元素同主族，最外层均为6个电子，硒 1s2s22p3s23p4s2→CaJC错误 有电子的原子 元素原子的价电子排布式为4s4p,位于元素周期表 5