专题01 原子结构-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修2）

专题01 原子结构 考点梳理 题型演练 考点01 能层与能级 【题型1能层、能级、电子云与原子轨道】 考点02 基态与激发态 原子光谱 【题型2 基态与激发态 原子光谱】 考点03 构造原理与电子排布式 【题型3核外电子排布的表现形式】 考点04 电子云与原子轨道 考点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 考点梳理 考点01能层与能级 1.能层 ①定义：核外电子按能量不同分成能层。 ②电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。 2.能级 ①定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 ②能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 （4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 考点02基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 (1)光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 (2) 光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 考点03 构造原理与电子排布式 1.构造原理 (1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 (2)构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s (3)能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 (1)定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表示方法： (3)书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 (4)在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 (5)简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 (6)价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 温馨提醒： (1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误： (2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失电子时，先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。 (3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围电子或价电子排布式：3d104s1。 考点04 电子云与原子轨道 1.电子云 (1)概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。 (2)电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运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。 注：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越大。 ②电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数。 ③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 (3)电子云轮廓图： ①绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来 ②s电子、p电子的电子云轮廓图 s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越大，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是哑铃状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。 图：px、py、pz的电子云轮廓图 2.原子轨道 (1)定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2) 原子轨道 (3)各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 【微点拨】 硫原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p4 a．运动状态等于电子数 S 原子核外有16个电子，则有16种不同运动状态的电子 b．空间运动状态等于轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其轨道数为1+1+3+1+3=9，则有9种不同的空间运动状态 c．伸展方向看轨道类型 S 原子的s轨道为球形，只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则共有4种不同的伸展方向 d．不同能量的电子看轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，有5种不同能量的电子 e．运动范围看电子层 S 原子的核外有3个电子层，有3种不同的运动范围 考点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.电子自旋 （1）定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。电子自旋可以比喻成地球的自转。 （2）两种取向及表示方法：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向。 常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。 注：①自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。 ②能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关 ③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 2、泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳__2__个电子，且自旋状态_相反_。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。 3，电子排布的轨道表示式 (1)含义：轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。 举例：如氢和氧的基态原子的轨道表示式： (2)书写要求： ①在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道，1个方框代表1个原子轨道，通常在方框的下方或上方标记能级符号。 ②不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示，能量相同（同一能层相同能级）的原子轨道(简并轨道)的方框相连。 ③箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或 “↓”称单电子(或称未成对电子);箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。 ④轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 ⑤轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。 (3)书写方法：以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 4.洪特规则 (1)内容：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。 注： ①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 ②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次分占不同轨道，剩余的电子再以自旋相反依次填入各轨道。 (2)特例：当同一能级上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。 举例：如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ；基态29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，易错写为[Ar]3d94s2。 5.能量最低原理 (1)内容：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道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 (2)说明： ①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原子轨道组合。 ②整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定，相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。 ③基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。 特别提醒： 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，这就是电子排布式 意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 含义 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 意义 避免书写电子排布式过于繁琐 实例 K：[Ar]4s1 轨道表示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态 实例 Al： 题型演练 【题型1能层、能级、电子云与原子轨道】 1．（24-25高二上·江苏无锡·阶段练习）下列说法正确的是 A．处于最低能量的原子叫激发态原子 B．表示能级有2个轨道 C．同一原子中，电子的能量逐渐较小 D．的电子云轮廓越来越大 【答案】D 【详解】A．原子的能量越高越不稳定，化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子，故A错误； B．4p2表示4p能级上有2个电子，故B错误； C．能级符号相同，能层越大，电子能量越高，所以同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故C错误； D．2p、3p、4p轨道数一样，但电子云轮廓越来越大，故D正确； 故选D。 2．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列说法或化学用语表达正确的是 A．基态氧原子有2个自旋平行的2p电子 B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的发射光谱 C．电子云中的电子数目形象的用小点·表示 D．3p、4p、5p能级的轨道数依次递增2 【答案】A 【详解】 A．基态氧原子的价层电子排布图为，有2个自旋平行的2p电子，A正确； B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的吸收光谱，B错误； C．电子云中用小黑点的疏密程度来表示核外电子在某处出现机会的多少，C错误； D．3p、4p、5p能级的轨道数均为3，D错误； 故选A。 3．（24-25高三上·广东·阶段练习）中国“人造太阳”首先实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，还实现了第一个采用氦-3等离子体作为燃料的“人造太阳”，不断刷新世界纪录。下列相关说法不正确的是 A．等离子体中有电子、阳离子和电中性粒子，整体呈电中性 B．氦-3原子中有3个电子 C．“人造太阳”中的常用原料和互为同位素 D．氚可以在反应堆中通过锂再生，基态锂原子最高能级的电子云轮廓图为球形 【答案】B 【详解】A．由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体叫等离子体，A正确； B．氦-3是的一种同位素，原子中只有2个电子，B错误； D．和中质子数相等，中子数不同，互为同位素，C正确； D．基态锂原子最高能级为，电子云轮廓图为球形，D正确； 故选B。 4．（23-24高二下·浙江·期中）下列有关原子轨道的说法不正确的是 A．原子轨道的形状为球形 B．能量大小： C．、、轨道的能量不相同 D．能级有3个原子轨道，相互垂直，分别以、、表示 【答案】C 【详解】A．2s原子轨道形状为球形，A正确； B．同一原子能层越高，s电子云半径越大，电子能量越高，因此能量大小：，B正确； C．、、轨道相互垂直，能量相同，C错误； D．每个p能级都有3个原子轨道，而且它们相互垂直，分别称为、、，D正确； 故选C。 5．（23-24高二下·山西朔州·期中）2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞，随后，将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料，作氧化剂。下列说法正确的是 A．基态原子的核外电子的空间运动状态有8种 B．基态原子核外能级和能级电子的能量相等 C．基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形 D．氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱 【答案】C 【详解】A．把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；基态O原子电子排布为1s22s22p4，所以核外电子的空间运动状态有1+1+3=5种，故A错误； B．基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量不相等，2p能级电子的能量高，故B错误； C．基态氢原子的1s轨道电子云轮廓图为球形，故C正确； D．3s能级的能量大于2p能级的能量，原子的电子排布式由，能量升高，所以产生的是吸收光谱，故D错误； 故答案选C。 6．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列说法正确的是 A．第二周期p区内，p轨道内电子最多的原子，半径最小 B．钠原子的电子由3s跃迁到5s，放出能量 C．2p、3p、4p能级的轨道数相同 D．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层 【答案】C 【详解】A．第二周期p区内，p轨道内电子最多的原子是Ne，半径最小的是F，A错误； B．电子从较低能级轨道跃迁到较高能级轨道需要吸收能量，钠原子的电子由3s跃迁到5s，吸收能量，B错误； C．2p、3p、4p能级的轨道数相同，都是仅有3个轨道，C正确； D．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排M层再排N层，但不一定要排满M层再排N层，如钙的核外电子各层电子数依次为2、8、8、2，M层没有排满，D错误； 本题选C。 7．（23-24高二下·贵州遵义·阶段练习）火星表土中赤铁矿的主要成分为Fe2O3，下列说法正确的是 A．Fe3+的价层电子自旋方向均相同 B．Fe和O均位于元素周期表的p区 C．基态Fe原子的未成对电子数为5 D．基态O原子核外电子有8种空间运动状态 【答案】A 【详解】A．铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价层电子排布式为3d5，由洪特规则可知，价层电子自旋方向均相同，故A正确； B．铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价层电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，故B错误； C．铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价层电子排布式为3d64s2，则原子核外未成对电子数为4，故C错误； D．氧元素的原子序数为8，基态原子的电子排布式为1s22s22p4，则原子核外电子有5种空间运动状态，故D错误； 故选A。 8．（23-24高二下·安徽合肥·期中）下列叙述正确的是 A．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的 B．钠的焰色反应呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的 C．各能层的电子云轮廓图都是圆形，但圆的半径大小不同 D．同一原子中，能级的轨道数依次增多 【答案】A 【详解】A．原子轨道和电子云都是用来描述电子运动状态而不是表示电子运动轨迹的，故A正确； B．钠的焰色反应是电子由激发态转化成基态时释放能量产生的，故B错误； C．各能层的s电子云轮廓图都是球形，而不是圆形，故C错误； D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都是3个，故D错误； 故选A。 9．（23-24高二上·湖北荆门·期末）下列关于原子结构说法中，正确的是 A．p能级能量一定比s能级的能量高 B．3d、4d能级容纳的电子数依次增多 C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形 D．电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量 【答案】C 【详解】A．同一能层中，p能级能量高于s能级，不同能层p能级能量不一定比s能级的能量高，例如5s能级高于2p能级，A错误； B．3d、4d能级容纳的电子数最多均为10，B错误； C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，C正确； D．电子从较低能级跃迁到较高能级将吸收能量，D错误； 故选C。 10．（23-24高二上·河北邢台·期末）一水合甘氨酸锌(结构如图所示)是一种矿物类饲料添加剂，下列说法正确的是 A．NH3的电子式为 B．O3和O2互为同位素 C．基态锌原子最外层有2个能量相同的电子 D．基态氢原子的1s轨道形状与基态碳原子的2s轨道形状不同 【答案】C 【详解】 A．NH3的电子式为，A错误； B．O3和O2是同素异形体，不是互为同位素，B错误； C．基态Zn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2；原子最外层有2个能量相同的电子，C正确； D．基态氢原子的1s轨道形状与基态碳原子的2s轨道形状均为球形，D错误； 故选C。 【题型2 基态与激发态 原子光谱】 1．（23-24高二下·福建龙岩·期末）下列说法正确的是 A．霓虹灯发光时，电子由能量低的轨道跃迁到能量高的轨道 B．电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布 C．基态原子核外电子排布遵循泡利不相容原理，但在发生杂化后则不需要遵循 D．玻尔原子结构模型对氢原子中的核外电子由n=2跃迁到n=1时得到两条谱线作出了解释 【答案】B 【详解】A．霓虹灯发光时，电子由能量高的轨道跃迁到能量低的轨道，故A项错误； B．电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布，故B项正确； C．基态原子核外电子排布遵循泡利不相容原理，在发生杂化后仍然需要遵循，故C项错误； D．玻尔原子结构模型解释氢原子光谱是线性光谱，但不能解释氢原子中的核外电子由n=2跃迁到n=1时得到两条谱线，故D项错误； 故本题选B 。 2．（23-24高二下·上海青浦·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子数为1的元素一定是主族元素 B．已知某元素＋2价离子的电子排布式为，该元素位于周期表中的第四周期第12族位置，属于ds区 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，，过程中形成的是发射光谱 D．最外层电子数为的元素都在元素周期表第2列 【答案】B 【详解】A．第IB族元素的最外层电子数也是1，则最外层电子数为1的元素不一定是主族元素，A错误； B．某元素+2价离子电子排布式为，该元素的基态原子电子排布式为，则该元素是Zn，位于周期表中第四周期第12族位置，属于ds区，B正确； C．处于最低能量的原子叫做基态原子，过程前后都是基态的1s22s22p1，该过程中没有发生电子跃迁，不会形成发射光谱，C错误； D．He的最外层电子数为1s2，在元素周期表第18列，D错误； 答案选B。 3．（24-25高二上·上海·阶段练习）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 A．原子吸收光谱 B．原子发射光谱 C．原子释放光谱 D．原子激发光谱 【答案】B 【详解】金属钠灼烧后吸收能量，电子由基态跃迁到高能级变为激发态，从激发态返回基态时释放能量，释放的能量以黄光（辐射）的形式体现，为发射光谱，故选B； 4．（23-24高二下·福建龙岩·期中）下列说法不正确的是 A．激光与电子跃迁有关 B．霓虹灯管通电变红是氖原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱 C．钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关 D．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时过程中，发生了化学变化 【答案】D 【详解】A．焰色反应、激光、霓虹灯光等是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，所以激光与电子跃迁释放能量有关，故A正确； B．充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红光是由于电子由基态获得能量跃迁到激发态，从激发态跃迁到较低的能级，多余的能量以光的形式释放出来，所以霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱，故B正确； C．许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是激发态的电子从能量高的轨道跃迁到能量低的轨道时，能量以一定的波长(可见光区域)光的形式释放，钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关，故C正确； D．原子钟利用电子跃迁计时，工作时没有生成新物质，没有发生化学变化，故D错误； 故选D。 5．（23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列有关说法错误的是 A．节日燃放的焰火与电子跃迁释放能量有关 B．等离子体具有良好的导电性 C．在金刚石晶体中，最小的环上有6个C原子 D．用表示基态P原子最外层电子排布违反能量最低原理 【答案】D 【详解】A．焰火是原子核外电子从高能态跃迁到低能态，是释放能量的过程，A正确； B．等离子体含有大量能自由运动的带电微粒，具有良好的导电性，B正确； C．在金刚石晶体中，最小的环为六元环，环上有6个C原子，C正确； D．根据洪特规则，P原子3p轨道上的3个电子优先以相同自旋方向占据三个轨道，即图示违反了洪特规则，D错误； 故答案选D； 6．（23-24高二下·山西长治·期中）下列有关原子光谱的说法正确的是 A．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B．树林中的丁达尔效应与原子核外电子的跃迁有关 C．电子由低能级跃迁至较高能级时，一定发生的是化学变化 D．现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 【答案】D 【详解】A．原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱属于发射光谱，而电子从基态跃迁到激发态时会吸收能量，产生吸收光谱，所以电子在激发态和基态之间的相互跃迁都会产生原子光谱，A错误； B．丁达尔效应是胶体的分散质微粒对光线发生散射产生的，与原子核外电子的跃迁无关，B错误； C．原子的电子吸收一定的能量后，由低能级跃迁至较高能级，属于物理变化，C错误； D．不同的原子在电子发生跃迁时，吸收或发射的光谱不同，所以现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，D正确； 故选D。 7．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．外围电子排布为的元素位于第5周期IA族 C．基态氧原子核外电子的运动状态有8种 D．所有p轨道的形状相同，大小相等 【答案】C 【详解】A．镁原子由，由基态转化成激发态，是吸收能量，A错误； B．外围电子排布为的元素是In元素，最外层3个电子，位于第5周期IIIA族，B错误； C．基态氧原子核外有8个电子，电子的运动状态有8种，C正确； D．不同能层的p轨道大小不同，形状相同，D错误； 答案选C。 【题型3核外电子排布的表现形式】 1．（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列原子的外围电子排布式正确的是 A．3d54s1 B．3d44s2 C．3d94s2 D．3d114s2 【答案】A 【详解】A．根据原子填入轨道的顺序和核外电子排布规律中的洪特规则特例，当p、d、f轨道电子为全满、半满或全空时，原子的能量最低，3d54s1电子排布式正确，故A正确； B．3d44s2违背了半充满时为稳定状态，所以Cr的外围电子排布式为3d54s1，故B错误； C．3d94s2违背了全充满时为稳定状态，其外围电子排布式应为3d104s1，故C错误； D．违背了能量最低原理和洪特规则，正确的为3d104s24p1，故D错误； 故选：A。 2．（23-24高二上·河北邢台·期末）碳酸镧能抑制人体内磷酸盐的吸收，降低体内血清磷酸盐和磷酸钙的水平，常用于治疗慢性肾衰患者高磷血症。下列说法正确的是 已知：的价层电子排布式为。 A．表示能级上有1个轨道 B．中子数为8的氧原子： C．基态钙原子核外层电子的自旋状态相反 D．成为阳离子时首先失去轨道上的电子 【答案】C 【详解】A．表示能级上有1个电子，A错误； B．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；中子数为8的氧原子：，B错误； C．基态钙原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，则其原子核外层电子的自旋状态相反，C正确； D．成为阳离子时首先失去6s轨道上的电子，D错误； 故选C。 3．（23-24高二下·甘肃兰州·期中）以下对某些基态原子的核外电子排布评价正确的是 A．氧原子核外电子排布图：——正确 B．碳原子的电子排布式：——违背能量最低原理 C．硫原子的3p电子排布图：——违背洪特规则 D．基态铬原子核外电子排布式：——正确 【答案】B 【详解】 A．电子分布到简并轨道时，优先以自旋平行的方式分别占据不同的轨道，违背了洪特规则，A错误； B．2p电子比2s电子能量量高，应该先排满2s轨道再排2p轨道，——违背能量最低原理，B正确； C．一个原子轨道里最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反，违背泡利原理，C错误； D．基态铬原子核外电子排布式：，D错误； 故选B。 4.（23-24高二下·四川成都·期中）以下列出的是一些基态原子轨道中电子的排布情况，既违背泡利原理又违背洪特规则的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．违反洪特规则，同一能级的轨道电子全满或者半满更稳定，故会发生重排，正确的电子排布图为，没有违反泡利原理，A不选； B．在一个原子轨道里，最多容纳两个电子，且两个电子自旋方向相反，故违反了泡利原理，且填入简并轨道的电子总是先以相同自旋方向分占不同轨道，故违反了洪特规则，正确的电子排布图为，B选； C．违反洪特规则，基态原子，填入简并轨道的电子总是先以相同自旋方向分占不同轨道，正确的电子排布图为，没有违反泡利原理，C不选； D．符合洪特规则和泡利原理，是正确的电子排布图，D不选； 故选B。 5．（23-24高二上·安徽·期末）基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】基态原子外层只有一个电子由3s能级跃迁到3p能级所需能量较少，按洪特规则3p上两个电子分占不同轨道相对稳定，能量相对较低，所以基态铝原子转化为A选项的激发态时所需能量最少，故A正确； 故选：A。 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列化学用语表述正确的是 A．H2O的电子式： B．p能级的电子云轮廓图： C．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式： D．基态As原子的价层电子轨道表示式： 【答案】B 【详解】A．H2O为共价型化合物，电子式为，A错误； B．p能级有3个相互垂直的电子云，分别为px、py、pz，p电子云轮廓图为哑铃形，则p能级的电子云轮廓图：，B正确； C．基态锗(Ge)原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误； D．基态As原子的价层电子排布式为4s24p3，价层电子轨道表示式为，D错误； 故答案为：B。 7．（24-25高二上·重庆·期中）下列化学用语表示正确的是 A．电子云轮廓图： B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式： C．的核外电子排布式： D．中子数为17的氯原子： 【答案】A 【详解】A．P轨道形状为哑铃型，A正确； B．Cr价层电子排布式为，价层电子轨道表示式为：，价层电子轨道表示式错误，B错误； C．的核外电子排布式，C错误； D．中子数为17的氯原子的质量数为34，正确的表示为：，D错误； 答案选A。 8．（22-23高二下·宁夏银川·阶段练习）下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A N原子的轨道表示式： 错误；违反洪特规则 B O原子的轨道表示式： 错误；违反泡利不相容原理 C K原子的电子排布式： 错误；违反泡利不相容原理 D C的电子排布式 错误；违反洪特规则 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．相同轨道中的两个电子运动方向相反，违反了泡利不相容原理，故A不符合题意； B．电子应先充满同能级的轨道，违反了洪特规则，故B不符合题意； C．K原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1，违反能量最低原理，故C不符合题意； D．电子应先充满同能级的轨道，C的电子排布式违反洪特规则，故D符合题意； 故答案为D。 9．（24-25高二上·四川眉山·阶段练习）元素周期表中元素“”的方格中注明“”，由此可以推断 A．属ds区元素，位于第VIII族 B．基态原子价电子排布式为 C．的电子排布式为 D．是性质与铁相似的过渡金属 【答案】D 【详解】A．属d区元素，它位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，故A错误； B．基态原子价电子排布式为，故B错误； C．Co失去最外层2个电子形成Co2+，Co2+的电子排布式为[Ar]3d7，故C错误； D．和Fe均位于第四周期第Ⅷ族，是性质与铁相似的过渡金属，故D正确； 答案选D。 10．（23-24高二下·广东·期中）下列化学用语表示错误的是 A．乙炔的空间填充模型： B．乙烯的球棍模型： C．基态O原子的价层电子轨道表示式： D．中子数为18的氯原子为 【答案】D 【详解】 A．乙炔的结构简式为HC≡CH，空间构型为直线形，空间填充模型：，故A正确； B．乙烯的结构简式为CH2=CH2，为平面结构，其球棍模型为，故B正确； C．O元素是8号元素，基态O原子的价层电子排布式为2s22p4，轨道表示式：，故C正确； D．氯原子的质子数为17，中子数为18的氯原子质量数=质子数+中子数=17+18=35，核素左下角数字代表质子数，表示为，故D错误； 故选D。 11．（23-24高二下·福建福州·期中）有关化学用语正确的是 A．HClO的结构式：H-Cl-O B．的外围电子排布式： C．Fe原子结构示意图： D．的电子式： 【答案】C 【详解】A．HClO是共价化合物，结构式为：，A错误； B．Cr是24号元素，基态Cr原子的价层电子排布式：，B错误； C．Fe是26号元素，原子结构示意图：，C正确； D．氯化铵是由铵根离子与氯离子通过离子键形成离子化合物，电子式，D错误； 答案选C。 12．（23-24高二下·山西太原·期中）下列化学用语表达正确的是 A．的球棍模型： B．基态As原子的简化电子排布式： C．丙烯的结构式： D．基态Cr原子价层电子的轨道表示式： 【答案】B 【详解】A．的空间构型是平面三角形，该球棍模型不能表示的，A错误； B．As的原子序数是33，基态As原子的简化电子排布式为，B正确； C．丙烯的结构简式为，结构式为，C错误； D．基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1，所以其轨道表示式应该为，D错误； 答案选B。 13．（23-24高二下·湖北·期中）三甲基镓[(CH3)3Ga]是一种金属有机化合物，广泛用作制备LED等新型半导体光电产品，可通过该反应来制备：GaCl3+(CH3)3Al(CH3)3Ga+AlCl3。下列说法正确的是 A．14C原子的中子数为6 B．基态31Ga原子的价电子排布式为4s24p1 C．Cl-核外三个能层均充满电子 D．Al核外有13种空间运动状态不同的电子 【答案】B 【详解】A．核素左上角数字代表质量数，C的质子数为6，则14C原子的中子数=质量数-质子数=14-6=8，A错误； B．基态31Ga原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1，价电子排布式为4s24p1，B正确； C．Cl-核外M能层的3d能级无电子，C错误； D．Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，电子占有轨道数为7，则有7种空间运动状态不同的电子，D错误； 故选B。 14．（23-24高二上·安徽·期末）近日，中国科学院生物物理研究所某课题组发现：亚稳态硫化铁(如、、等)是一类具有独特抗菌效应的生物功能材料，其机理可能是释放引发细菌死亡、释放多硫化物(、等)干扰细菌代谢。下列说法正确的是 A．属于混合物 B．的电子式为 C．基态转化为基态时失去上的电子 D．硫原子核外能量最高的电子云的形状为球形 【答案】C 【详解】A．属于化合物，也是纯净物，A项错误； B．的电子式为，B项错误； C．价电子排布式为，转化为离子时失去3d上的电子，C项正确； D．硫原子核外能量最高的电子云为p电子云，形状为哑铃形，D项错误； 故选：C。 15．（23-24高二下·陕西西安·阶段练习）铁在地壳中的含量排第四位，下列基态铁原子的价层电子轨道表示式正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．中，1个3d轨道中的两个电子的自旋方向相同，违反泡利不相容原理，A不正确； B．中，电子的排布符合构造原理，B正确； C．中，4s轨道没有排满电子，电子就进入3d轨道，违反能量最低原理，C不正确； D．中，3d亚层还有2个空轨道，另两个轨道已经排满2个电子，违反洪特规则，D不正确； 故选B。 16．（23-24高二下·湖北武汉·阶段练习）下列化学用语不正确的是 A．次氯酸的电子式： B．正丁烷的球棍模型： C．乙烯的结构简式： D．基态Cl原子的简化电子排布式为 【答案】A 【详解】 A．次氯酸的结构式为H-O-Cl，电子式为：，故A错误； B．正丁烷分子式，碳碳之间单键相连，碳氢之间单键相连，球棍模型表示为：，故B正确； C．乙烯分子式为，含有碳碳双键，结构简式为：，故C正确； D．基态氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，Ne的电子排布式为1s22s22p6，所以基态Cl原子的简化电子排布式为，故D正确； 故选A。 17．（23-24高二下·河南·阶段练习）化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语表述正确的是 A．基态原子的电子排布式： B．基态镁原子的最高能级的电子云轮廓图： C．异丁烷的球棍模型： D．铁原子的原子结构示意图： 【答案】D 【详解】A．是33号元素，基态的电子排布式为错误； B．基态镁原子的最高能级为能级，能级的电子云轮廓图为球形，错误； C．异丁烷的结构简式为，其球棍模型为，C错误； D．为26号元素，核外电子排布式为，原子结构示意图为，正确； 故答案为：D。 18．（23-24高二上·湖北荆门·期末）下列有关化学用语表示正确的是 A．的结构示意图： B．的电子式： C．Na的最高能级的电子云轮廓图： D．基态铜原子的价层电子排布图： 【答案】C 【详解】 A．的结构示意图：，A错误； B．的电子式：，B错误； C．Na原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，最高能级为3s轨道，为球形，C正确； D．铜原子的核外电子排布[Ar]3d104s1,，价层电子排布图：，D错误； 故选C； 19．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列粒子中，不影响水的电离平衡的是 A．： B． C． D．： 【答案】A 【详解】A．根据：，可推知X为，为强碱的阳离子，不会发生水解，不影响水的电离平衡，A符合题意； B．抑制水的电离，使水的电离平衡向左移动，B不符合题意； C．抑制水的电离，使水的电离平衡向左移动，C不符合题意； D．根据：，可推知X为，会发生水解，促进水的电离，影响水的电离平衡，D不符合题意； 故选A。 20．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列有关化学用语的表述正确的是 A．的电子式： B．基态碳原子的轨道表示式： C．基态氧原子的电子排布式： D．的结构示意图： 【答案】C 【详解】 A．氯化铵为离子化合物，电子式为，故A项错误； B．图中2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，违背了洪特规则，基态碳原子的轨道表示式为，故B项错误； C．基态氧原子的电子排布式为，故C项正确； A．的结构示意图：，故D项错误； 故本题选C。 21．（23-24高二上·天津西青·期末）下列化学用语表达正确的是 A．的离子结构示意图： B．镁原子最外层电子的电子云图： C．基态的核外电子排布式为 D．基态硫原子的价层电子轨道表示式： 【答案】D 【详解】 A．最外层有8个电子，其离子结构示意图为，A错误； B．镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2，最外层为s能级，s能级的电子云图为球形，B错误； C．基态的核外电子排布式为，C错误； D．基态硫原子的价层电子排布式为，其轨道表示式为 ，D正确； 故选D。 22．（23-24高二上·浙江丽水·期末）下列化学用语表述正确的是 A．原子核内有8个中子的碳原子：C B．氯离子的结构示意图： C．基态Fe原子的价层电子排布式：3d64s2 D．基态O原子的轨道表示式： 【答案】C 【详解】A．原子核内有8个中子的碳原子质量数为14：，A错误； B．氯离子原子核17个正电荷，核外18个电子结构示意图为：，B错误； C．基态Fe原子核外26个电子，价层电子排布式： ，C正确； D．基态O原子的轨道表示式：，D错误； 故答案为：C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 原子结构 考点梳理 题型演练 考点01 能层与能级 【题型1能层、能级、电子云与原子轨道】 考点02 基态与激发态 原子光谱 【题型2 基态与激发态 原子光谱】 考点03 构造原理与电子排布式 【题型3核外电子排布的表现形式】 考点04 电子云与原子轨道 考点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 考点梳理 考点01能层与能级 1.能层 ①定义：核外电子按 不同分成能层。 ②电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 能量高低 即能层越高，电子的能量越 ，离原子核越 。 2.能级 ①定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 ②能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 能级 …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 （4）每一能层最多容纳电子数为 （n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越 ；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越 。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 考点02基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最 能量状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子 能量，电子会 到较高能级，变为激发态原子。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 (1)光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将 能量；反之，将 能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是 变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是 变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 (2) 光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 考点03 构造原理与电子排布式 1.构造原理 (1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 (2)构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个 ，每一行对应一个 ，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s (3)能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 (1)定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表示方法： (3)书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 (4)在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 (5)简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到 元素原子结构的部分，用相应的 元素符号外加 表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 (6)价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是 电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括 电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 温馨提醒： (1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误： (2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失电子时，先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。 (3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围电子或价电子排布式：3d104s1。 考点04 电子云与原子轨道 1.电子云 (1)概率密度：用P表示电子在某处出现的 ，V表示该处的 ，则称为概率密度，用ρ表示。 (2)电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运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。 注：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越 。 ②电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数。 ③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 (3)电子云轮廓图： ①绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来 ②s电子、p电子的电子云轮廓图 s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是 形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越大，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是 状的。每个p能级都有3个相互 的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。 图：px、py、pz的电子云轮廓图 2.原子轨道 (1)定义：电子在原子核外的一个 状态称为一个原子轨道。 (2) 原子轨道 (3)各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 【微点拨】 硫原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p4 a．运动状态等于电子数 S 原子核外有16个电子，则有16种不同运动状态的电子 b．空间运动状态等于轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其轨道数为1+1+3+1+3=9，则有9种不同的空间运动状态 c．伸展方向看轨道类型 S 原子的s轨道为球形，只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则共有4种不同的伸展方向 d．不同能量的电子看轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，有5种不同能量的电子 e．运动范围看电子层 S 原子的核外有3个电子层，有3种不同的运动范围 考点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.电子自旋 （1）定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。电子自旋可以比喻成地球的自转。 （2）两种取向及表示方法：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向。 常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。 注：①自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。 ② 、 、 和 四个方面共同决定电子的运动状态，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关 ③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 2、泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳__ __个电子，且自旋状态 _。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。 3，电子排布的轨道表示式 (1)含义：轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。 举例：如氢和氧的基态原子的轨道表示式： (2)书写要求： ①在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道，1个方框代表1个原子轨道，通常在方框的下方或上方标记能级符号。 ②不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示，能量相同（同一能层相同能级）的原子轨道(简并轨道)的方框相连。 ③箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或 “↓”称单电子(或称未成对电子);箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。 ④轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 ⑤轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。 (3)书写方法：以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 4.洪特规则 (1)内容：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是 占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。 注： ①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 ②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次分占不同轨道，剩余的电子再以自旋相反依次填入各轨道。 (2)特例：当同一能级上的电子排布为 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 状态(p0、d0、f0)时，具有较 的能量和较 的稳定性。 举例：如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ；基态29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，易错写为[Ar]3d94s2。 5.能量最低原理 (1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 (2)说明： ①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原子轨道组合。 ②整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定，相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。 ③基态原子的核外电子排布遵循 原理、 规则和 原理。 特别提醒： 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，这就是电子排布式 意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 含义 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 意义 避免书写电子排布式过于繁琐 实例 K：[Ar]4s1 轨道表示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态 实例 Al： 题型演练 【题型1能层、能级、电子云与原子轨道】 1．（24-25高二上·江苏无锡·阶段练习）下列说法正确的是 A．处于最低能量的原子叫激发态原子 B．表示能级有2个轨道 C．同一原子中，电子的能量逐渐较小 D．的电子云轮廓越来越大 2．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列说法或化学用语表达正确的是 A．基态氧原子有2个自旋平行的2p电子 B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的发射光谱 C．电子云中的电子数目形象的用小点·表示 D．3p、4p、5p能级的轨道数依次递增2 3．（24-25高三上·广东·阶段练习）中国“人造太阳”首先实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，还实现了第一个采用氦-3等离子体作为燃料的“人造太阳”，不断刷新世界纪录。下列相关说法不正确的是 A．等离子体中有电子、阳离子和电中性粒子，整体呈电中性 B．氦-3原子中有3个电子 C．“人造太阳”中的常用原料和互为同位素 D．氚可以在反应堆中通过锂再生，基态锂原子最高能级的电子云轮廓图为球形 4．（23-24高二下·浙江·期中）下列有关原子轨道的说法不正确的是 A．原子轨道的形状为球形 B．能量大小： C．、、轨道的能量不相同 D．能级有3个原子轨道，相互垂直，分别以、、表示 5．（23-24高二下·山西朔州·期中）2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞，随后，将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料，作氧化剂。下列说法正确的是 A．基态原子的核外电子的空间运动状态有8种 B．基态原子核外能级和能级电子的能量相等 C．基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形 D．氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱 6．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列说法正确的是 A．第二周期p区内，p轨道内电子最多的原子，半径最小 B．钠原子的电子由3s跃迁到5s，放出能量 C．2p、3p、4p能级的轨道数相同 D．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层 7．（23-24高二下·贵州遵义·阶段练习）火星表土中赤铁矿的主要成分为Fe2O3，下列说法正确的是 A．Fe3+的价层电子自旋方向均相同 B．Fe和O均位于元素周期表的p区 C．基态Fe原子的未成对电子数为5 D．基态O原子核外电子有8种空间运动状态 8．（23-24高二下·安徽合肥·期中）下列叙述正确的是 A．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的 B．钠的焰色反应呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的 C．各能层的电子云轮廓图都是圆形，但圆的半径大小不同 D．同一原子中，能级的轨道数依次增多 9．（23-24高二上·湖北荆门·期末）下列关于原子结构说法中，正确的是 A．p能级能量一定比s能级的能量高 B．3d、4d能级容纳的电子数依次增多 C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形 D．电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量 10．（23-24高二上·河北邢台·期末）一水合甘氨酸锌(结构如图所示)是一种矿物类饲料添加剂，下列说法正确的是 A．NH3的电子式为 B．O3和O2互为同位素 C．基态锌原子最外层有2个能量相同的电子 D．基态氢原子的1s轨道形状与基态碳原子的2s轨道形状不同 【题型2 基态与激发态 原子光谱】 1．（23-24高二下·福建龙岩·期末）下列说法正确的是 A．霓虹灯发光时，电子由能量低的轨道跃迁到能量高的轨道 B．电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布 C．基态原子核外电子排布遵循泡利不相容原理，但在发生杂化后则不需要遵循 D．玻尔原子结构模型对氢原子中的核外电子由n=2跃迁到n=1时得到两条谱线作出了解释 2．（23-24高二下·上海青浦·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子数为1的元素一定是主族元素 B．已知某元素＋2价离子的电子排布式为，该元素位于周期表中的第四周期第12族位置，属于ds区 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，，过程中形成的是发射光谱 D．最外层电子数为的元素都在元素周期表第2列 3．（24-25高二上·上海·阶段练习）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 A．原子吸收光谱 B．原子发射光谱 C．原子释放光谱 D．原子激发光谱 4．（23-24高二下·福建龙岩·期中）下列说法不正确的是 A．激光与电子跃迁有关 B．霓虹灯管通电变红是氖原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱 C．钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关 D．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时过程中，发生了化学变化 5．（23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列有关说法错误的是 A．节日燃放的焰火与电子跃迁释放能量有关 B．等离子体具有良好的导电性 C．在金刚石晶体中，最小的环上有6个C原子 D．用表示基态P原子最外层电子排布违反能量最低原理 6．（23-24高二下·山西长治·期中）下列有关原子光谱的说法正确的是 A．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B．树林中的丁达尔效应与原子核外电子的跃迁有关 C．电子由低能级跃迁至较高能级时，一定发生的是化学变化 D．现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 7．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．外围电子排布为的元素位于第5周期IA族 C．基态氧原子核外电子的运动状态有8种 D．所有p轨道的形状相同，大小相等 【题型3核外电子排布的表现形式】 1．（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列原子的外围电子排布式正确的是 A．3d54s1 B．3d44s2 C．3d94s2 D．3d114s2 2．（23-24高二上·河北邢台·期末）碳酸镧能抑制人体内磷酸盐的吸收，降低体内血清磷酸盐和磷酸钙的水平，常用于治疗慢性肾衰患者高磷血症。下列说法正确的是 已知：的价层电子排布式为。 A．表示能级上有1个轨道 B．中子数为8的氧原子： C．基态钙原子核外层电子的自旋状态相反 D．成为阳离子时首先失去轨道上的电子 3．（23-24高二下·甘肃兰州·期中）以下对某些基态原子的核外电子排布评价正确的是 A．氧原子核外电子排布图：——正确 B．碳原子的电子排布式：——违背能量最低原理 C．硫原子的3p电子排布图：——违背洪特规则 D．基态铬原子核外电子排布式：——正确 4.（23-24高二下·四川成都·期中）以下列出的是一些基态原子轨道中电子的排布情况，既违背泡利原理又违背洪特规则的是 A． B． C． D． 5．（23-24高二上·安徽·期末）基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是 A． B． C． D． 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列化学用语表述正确的是 A．H2O的电子式： B．p能级的电子云轮廓图： C．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式： D．基态As原子的价层电子轨道表示式： 7．（24-25高二上·重庆·期中）下列化学用语表示正确的是 A．电子云轮廓图： B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式： C．的核外电子排布式： D．中子数为17的氯原子： 8．（22-23高二下·宁夏银川·阶段练习）下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A N原子的轨道表示式： 错误；违反洪特规则 B O原子的轨道表示式： 错误；违反泡利不相容原理 C K原子的电子排布式： 错误；违反泡利不相容原理 D C的电子排布式 错误；违反洪特规则 A．A B．B C．C D．D 9．（24-25高二上·四川眉山·阶段练习）元素周期表中元素“”的方格中注明“”，由此可以推断 A．属ds区元素，位于第VIII族 B．基态原子价电子排布式为 C．的电子排布式为 D．是性质与铁相似的过渡金属 10．（23-24高二下·广东·期中）下列化学用语表示错误的是 A．乙炔的空间填充模型： B．乙烯的球棍模型： C．基态O原子的价层电子轨道表示式： D．中子数为18的氯原子为 11．（23-24高二下·福建福州·期中）有关化学用语正确的是 A．HClO的结构式：H-Cl-O B．的外围电子排布式： C．Fe原子结构示意图： D．的电子式： 12．（23-24高二下·山西太原·期中）下列化学用语表达正确的是 A．的球棍模型： B．基态As原子的简化电子排布式： C．丙烯的结构式： D．基态Cr原子价层电子的轨道表示式： 13．（23-24高二下·湖北·期中）三甲基镓[(CH3)3Ga]是一种金属有机化合物，广泛用作制备LED等新型半导体光电产品，可通过该反应来制备：GaCl3+(CH3)3Al(CH3)3Ga+AlCl3。下列说法正确的是 A．14C原子的中子数为6 B．基态31Ga原子的价电子排布式为4s24p1 C．Cl-核外三个能层均充满电子 D．Al核外有13种空间运动状态不同的电子 14．（23-24高二上·安徽·期末）近日，中国科学院生物物理研究所某课题组发现：亚稳态硫化铁(如、、等)是一类具有独特抗菌效应的生物功能材料，其机理可能是释放引发细菌死亡、释放多硫化物(、等)干扰细菌代谢。下列说法正确的是 A．属于混合物 B．的电子式为 C．基态转化为基态时失去上的电子 D．硫原子核外能量最高的电子云的形状为球形 15．（23-24高二下·陕西西安·阶段练习）铁在地壳中的含量排第四位，下列基态铁原子的价层电子轨道表示式正确的是 A． B． C． D． 16．（23-24高二下·湖北武汉·阶段练习）下列化学用语不正确的是 A．次氯酸的电子式： B．正丁烷的球棍模型： C．乙烯的结构简式： D．基态Cl原子的简化电子排布式为 17．（23-24高二下·河南·阶段练习）化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语表述正确的是 A．基态原子的电子排布式： B．基态镁原子的最高能级的电子云轮廓图： C．异丁烷的球棍模型： D．铁原子的原子结构示意图： 18．（23-24高二上·湖北荆门·期末）下列有关化学用语表示正确的是 A．的结构示意图： B．的电子式： C．Na的最高能级的电子云轮廓图： D．基态铜原子的价层电子排布图： 19．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列粒子中，不影响水的电离平衡的是 A．： B． C． D．： 20．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列有关化学用语的表述正确的是 A．的电子式： B．基态碳原子的轨道表示式： C．基态氧原子的电子排布式： D．的结构示意图： 21．（23-24高二上·天津西青·期末）下列化学用语表达正确的是 A．的离子结构示意图： B．镁原子最外层电子的电子云图： C．基态的核外电子排布式为 D．基态硫原子的价层电子轨道表示式： 22．（23-24高二上·浙江丽水·期末）下列化学用语表述正确的是 A．原子核内有8个中子的碳原子：C B．氯离子的结构示意图： C．基态Fe原子的价层电子排布式：3d64s2 D．基态O原子的轨道表示式： 1 学科网（北京）股份有限公司 $$