第1章 微专题1 核外电子排布的书写与应用和成单电子数的判断与应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（鲁科版）双选

优化探究 第1章　原子结构与元素性质 微专题1　核外电子排布的书写与应用和成单电子数的判断与应用 一、核外电子排布的书写与应用 1.核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系 原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。 2.核外电子排布表示方法的常见误区 (1)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正确, Fe:1s22s22p63s23p64s23d6错误。 (2)在画基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误: ① (违反能量最低原理); ② (违反泡利不相容原理); ③ (违反洪特规则); ④ (违反洪特规则); ⑤画轨道表示式时,不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为 ,而不是 。 [例1]　第4周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)镍铬钢抗腐蚀性能强,基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为 　 　,按照电子排布式,镍元素(28Ni)在 周期表中位于　　　　区。  1s22s22p63s23p63d54s1{或[Ar]3d54s1} d (1)基态铬原子(24Cr)为24号元素原子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1{或[Ar]3d54s1};按照电子排布式,镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。 (2)硒(34Se)常用作光敏材料,基态硒原子的价电子排布式为　　　　。  4s24p4 (2)基态硒原子为34号元素的原子,位于元素周期表第4周期ⅥA族,价电子排布式为4s24p4。 [例2]　已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可与A形成10电子分子,B、C属于同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属于同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E的最外层电子数比最内层电子数多1。回答下列问题: (1)E元素基态原子的核外电子排布式为　　 　　。  1s22s22p63s23p1 (1)A、B、C、D、E、F都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,A是元素周期表中原子半径最小的元素,则A是H;D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态,为ⅤA族元素,B为-3价、D为+1价,且D的原子序数大于B、C,则D为Na、B为N;B、C均可与A形成10电子分子,B、C属于同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,则C是O;C、F属于同一主族,则F是S;E的最外层电子数比最内层电子数多1,则E的最外层电子数为3,E是Al。(1)E是Al,其原子核外有13个电子,根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。 (2)F元素基态原子的价电子轨道表示式为　　 　　。  (2)F为S,其基态原子的价电子轨道表示式为 。 (3)与E同族且有4个电子层的元素的符号为　　　　,它的简化电子排布式为　　 　　,与该元素同周期且核电荷数比该元素小7的元素在元素周期表中的位置是　　 　　,其基态原子的价电子排布式为　　　　,　　　　(填“满足”或“不满足”)构造原理。  Ga [Ar]3d104s24p1　 第4周期ⅥB族　 3d54s1　 不满足 (3)Al位于ⅢA族,第4周期ⅢA族元素为Ga,其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1;ⅢA族位于元素周期表中第13列,因此同周期且核电荷数比Ga小7的元素在元素周期表中的位置为第4周期第6列,即第4周期ⅥB族,该元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式为3d54s1,满足洪特规则的特例,不满足构造原理。 1.(双选)周期表中27号元素钴的方格中注明3d74s2,由此可以推断(　　) A.它位于周期表的第4周期ⅧA族 B基态Co原子的核外电子排布式可简写为[Ar]4s2 C.基态Co2+的价电子排布式为3d54s2 D.Co元素位于周期表中d区 AD 27号元素钴(Co)为过渡元素,位于第4周期Ⅷ族,A正确;3d74s2表示基态Co原子的价电子排布式,所以基态Co原子的核外电子排布式可简写为[Ar]3d74s2,不可省去3d7,B错误;失电子时,应先失去最外层电子,即先失去4s能级上的电子,基态Co2+的价电子排布式为3d7,C错误;根据价电子排布式为3d74s2可知Co元素最后填入电子的能级为3d,即Co元素位于周期表中d区,D正确。 2.按要求回答下列问题: (1)基态O2-核外电子排布式为　　 　　　　　　　　。  1s22s22p6{或[He]2s22p6} (1)基态O2-核外电子排布式为1s22s22p6或[He]2s22p6。 (2)基态P原子核外电子排布式为　　　　　 　　　　　。  1s22s22p63s23p3{或[Ne]3s23p3} (2)基态P原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。 (3)基态Al原子核外电子排布式为　　　　　　 　　　　。  1s22s22p63s23p1{或[Ne]3s23p1} (3)基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1{或[Ne]3s23p1}。 (4)基态As原子核外电子的简化轨道表示式为 　　 　　。  (4)基态As原子核外电子的简化轨道表示式为 。 (5)基态Fe3+核外电子的简化轨道表示式为　　　　　　　　　　。  (5)基态Fe3+核外电子的简化轨道表示式为 。 (6)基态Se原子价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　。  (6)基态Se原子价电子轨道表示式为 。 3.(1) 基态铝原子的核外电子排布式为　　 　　。  (2) 某同学写出了铝原子的4种不同状态的轨道表示式: 1s22s22p63s23p1 其中能量最低的是　　(填字母),原子由状态C到状态B所得原子光谱为 　　　　(填“发射”或“吸收”)光谱,状态D是铝原子的某种激发态,但该轨道表示式有错误,主要是违背了　　　　。  A 发射 洪特规则 (2)核外电子排布符合能量最低原理的原子能量最低,故能量最低的是A;原子由状态C到状态B辐射能量,原子光谱为发射光谱;状态D中3p两个轨道中两个电子自旋状态相反,不符合洪特规则。 4.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识,回答下列问题: (1)基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是　　;某元素原子的3p原子轨道中有3个未成对电子,则该原子的价电子轨道表 示式为　 　　　。  +3 (1)基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,价电子排布式为3s23p1,说明最外层电子数为3,在反应中易失去,则常见化合价为+3,某元素原子的3p原子轨道中有3个未成对电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,则该原子的价电子轨道表示式为 。 (2)X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则X是　　(填元素符号);其轨 道表示式为　 　　　。  C (2)X原子在第二电子层上只有一个空轨道,根据构造原理可知,其核外电 子排布式为1s22s22p2,则X是C;其轨道表示式为 。 (3)被誉为“21世纪的金属”的钛(Ti)元素原子的价电子排布式为　　　。  3d24s2 (3)已知钛为22号元素,故钛(Ti)元素原子的价电子排布式为3d24s2。 (4)日常生活中广泛应用的不锈钢,在其生产过程中添加了某种元素,该元素的价电子排布式为3d54s1,该元素的名称为　　　　。  铬 (4)该元素的价电子排布式为3d54s1,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,即为24号元素,该元素的名称为铬。 二、成单电子数的判断与应用 1.主族元素价电子排布和成单电子数 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 成单电子数 1 0 1 2 3 2 1 2.第4周期过渡元素价电子排布式和成单电子数 族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 元素名称 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 元素符号 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 原子序数 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 价电子排布式 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 成单电子数 1 2 3 6 5 4 3 2 1 0 3.1~36号元素中,原子核外成单电子数与价电子排布之间的关系 (1)有1个成单电子:ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1。 (2)有2个成单电子:ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2。 (3)有3个成单电子:ns2np3、3d34s2、3d74s2。 (4)有4个成单电子:3d64s2。 (5)有5个成单电子:3d54s2。 (6)有6个成单电子:3d54s1。 [例3]　基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为　　　　;Mn位于元素周期表中第4周期　　　　族,基态Mn原子核外未成对电子有　　　个。  4∶5　 ⅦB 5 [例4]　与铜同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与铜原子相同的元素有　　　　种。  4 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1,有1个未成对电子,Cu位于第4周期,第4周期中核外未成对电子数为1的元素原子,价电子排布式为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5,故除Cu还有4种元素。 5.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一族的是(　　) A.3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子 B.3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子 C.最外层电子排布为ns2的原子和最外层电子排布为(n+1)s2的原子 D.最外层电子排布为ns2的原子和最外层电子排布为(n+1)s2(n+1)p6的原子 B p能级上有2个未成对电子,则电子数可能为2或4,3p能级上有2个未成对电子的原子可能为Si或S,4p能级上有2个未成对电子的原子可能为Ge或Se,则不一定为同一族,A不符合题意;p能级上只有1个空轨道,则p能级应含有2个电子,3p能级上只有1个空轨道的原子为Si,4p能级上只有1个空轨道的原子为Ge,都为ⅣA族元素,B符合题意;最外层电子排布为ns2、(n+1)s2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子,C不符合题意;最外层电子排布为ns2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子,最外层电子排布为(n+1)s2(n+1)p6的原子属于0族元素原子,则不一定为同一族,D不符合题意。 6.A、B属于短周期中不同主族的元素,A、B原子的最外层电子中,成对电子和未成对电子占据的轨道数相等,A、B可组成化合物AnBm。若A元素的原子序数为a,则B元素的原子序数可能为(　　) A.a-8　　　　　　　　　　 B.a-3 C.a+3 D.a+4 C 原子的最外层电子中,成对电子占据的轨道数和未成对电子占据的轨道数相等的情况可能为①[He]2s22p1(硼元素);②[He]2s22p4(氧元素);③[Ne]3s23p1(铝元素);④[Ne]3s23p4(硫元素),这四种元素相互结合成化合物时,按其原子序数关系,若A的原子序数为a,B的原子序数可能为a+3(B2O3、Al2S3)、a+11(B2S3)和a-5(Al2O3),即C符合题意。 7.基态O原子中未成对电子有　　　　个,将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质中,属于顺磁性物质的是　　　　(填字母)。  A.[Cu(NH3)2]Cl　　　　　　　 B.[Cu(NH3)4]SO4 C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4] 2 B 根据题意,顺磁性物质含有未成对电子。选项B,[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的价电子排布式为3d9,有未成对电子,符合题意。 8.X、Y、Z三种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,基态Y原子的4p原子轨道上有3个未成对的电子,基态Z原子核外有7个能级且有6个单电子,根据以上信息完成下列表格:   元素 符号 价电子 排布式 元素的位置 最高 正价 周期 族 区 X             Y             Z             C 　2s22p2　 2 ⅣA p +4 As 4s24p3　 4 ⅤA 　p　 +5 Cr　 3d54s1　 4 ⅥB　 d　 +6 根据信息可得X为碳元素、Y为As元素、Z为Cr元素,元素的化合价与价电子排布有着密切关系。 $$