第01讲 核外电子排布规律及表示方法（重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

第01讲 核外电子排布规律及表示方法 1、 能准确说出核外电子排布的3条基本规律：能量最低原理（电子优先占据能量低的轨道）、泡利不相容原理（1个轨道最多容纳2个自旋相反的电子）、洪特规则（简并轨道上电子优先分占且自旋平行），并理解规律间的内在联系（如洪特规则是能量最低原理的延伸）。​ 2、能结合核外电子排布，解释元素的部分化学性质（如 Na 的最外层 1 个电子易失去，故显金属性；Cl 的最外层 7 个电子易得到 1 个电子，故显非金属性），建立 “电子排布→结构特征→性质” 的逻辑关联。 3、能根据核外电子排布规律，正确书写1-36号元素（及常见过渡元素，如Fe、Cu）的电子排布式（含简化电子排布式，如Na：[Ne]3s¹）、电子排布图（轨道表示式）（需标注轨道类型、电子自旋方向，如O的轨道表示式中2p轨道电子分占3个轨道且自旋平行）。 一、核外电子排布的构造原理 构造原理 示意图 多电子的核外电子排布总是按照 ，即：电子尽可能地先占有 ，然后进入 ，使整个原子的能量处于最低状态，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理 原子核外电子填充的顺序：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np 各能级的能量高低顺序可以表示为(n表示能层序数) a．Ens＞E(n-1)s＞E(n-2)s b．Enp＞E(n-1)p＞E(n-2)p c．End＞E(n-1)d＞E(n-2)d d．Enf＞E(n-1)f＞E(n-2)f e．Ens＜E(n－2)f＜E(n－1)d＜Enp 2、 核外电子排布的三条基本规律 1、 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 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。 2、 泡利原理 (1)内容：在一个原子轨道里，最多只能容纳 电子，它们的自旋 ，这个原理被称为泡利原理（也称为泡利不相容原理）。 (2)泡利原理的直接推论 ①同一原子轨道最多容纳 电子 ②各电子层、电子亚层的最大电子容量 能层（电子层） 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级（电子亚层） 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、 洪特规则 (1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先 分占，且自旋 ，称为洪特规则。 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：简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较高的稳定性。 稳定构型 定义（以 d 亚层为例） 能量特点 示例（原子序数） 全充满 亚层轨道全填满电子 即电子数 = 2×轨道数 能量最低，最稳定 Cu（29）：3d104s1（3d 全充满） 半充满 亚层轨道各填1个电子， 即电子数 = 轨道数 能量较低，较稳定 Cr（24）：3d54s1（3d 半充满） 全空 亚层轨道无电子，即电子数 = 0 能量较低，较稳定 K（19）：3d04s1（3d 全空） 3、 核外电子排布的表示方法 1、电子排布式与轨道表示式的比较 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 ，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： 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 表示 意义 避免书写电子排布式过于繁琐 实例 K： 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 意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的 状态 实例 Al： 2、基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式(书写时，能层低的能级写在左侧，不能完全按构造原理顺序书写)：电子排布式是表示原子核外电子排布的一种式子。根据 按能级进行排序，进而在ns、np、nd等符号的右上角用数字表示出该能级的 的数目。例如，基态Cu原子： ，其简化电子排布式： 。 (2)价层电子排布式：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 的能级称为价电子层(简称价层)。Fe的简化电子排布式为 ，价层电子排布式为 。 (3)电子排布的轨道表示式(又称电子排布图)：用方框(或圆圈)表示 ；能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称 ，“↑”或“↓”称 (或未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋 。 题型01 基态原子（离子）核外电子排布表示方法 【典例】已知X、Y、Z、W、M五种元素的结构信息如下： ①基态X原子的价层电子排布式为     ②基态Y原子的价层电子轨道表示式为 ③的结构示意图为 ④中子数为16的W原子： ⑤基态M原子核外有12种运动状态的电子 下列说法正确的是 A．X与Y能形成型的离子化合物 B．中含有共价键和离子键 C．分子中的原子均满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物的稳定性：X>Z 【变式】已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，E原子有9种运动状态。 (1)按要求书写下列图式。 ①B原子的结构示意图： 。 ②C元素在周期表中的位置 ，C原子的电子排布图： 。 ③D原子的核外简化电子排布式： 。 (2)写出的电子式 。 (3)写出A、B、C形成的最高价氧化物对应水化物的化学式： 。 (4)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式： 。 (5)极性： （填“>”“<”或“=”）。 题型02 基态原子（离子）核外电子排布的正误判断 【典例】肼是一种重要的燃料，一种制备肼的反应原理为。下列有关化学用语的说法错误的是 A．的电子式： B．基态Cl原子的轨道电子云轮廓图： C．的VSEPR模型为四面体形 D．某激发态H原子的轨道表示式： 【变式】某基态原子价层电子的轨道表示式为，从中得到的信息错误的是 A．有2个电子层 B．最外层有4个电子 C．有3种能量不同的电子 D．有6种空间运动状态不同的电子 题型03 核外电子排布规律的应用 【典例】居里夫人为纪念她的祖国，将新发现的一种元素命名为钋，即门捷列夫预言的亚碲。已知钋的价电子排布式为，钋在元素周期表中的位置叙述错误的是 A．第6族 B．第16族 C．第VIA族 D．第6周期 【变式】下列不同状态的磷，电离最外层一个电子所需能量最大的是 A． B． C． D． 题型04 核外电子运动状态能量高低的比较 【典例】下列化学用语或图示表达正确的是 A．图中电子排布违反了能量最低原理 B．氧原子核外能量最高的电子云的形状： C．的电子式： D．石墨晶体结构示意图 【变式】下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是 A． B． C． D． 【巩固训练】 1．若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是： A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第一A族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为(    2．下列说法错误的是 A．在无外磁场的作用下，处于同一能级的原子轨道能量相同 B．ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量 C．氢原子光谱中存在靠得很近的两条谱线，与原子核外电子的自旋状态有关 D．基态X原子的结构示意图为，基态Y原子核外有2个电子层，电子式为，则原子半径X＞Y 3．下列表述正确的是 A．水的电子式： B．轨道表示式违背了泡利不相容原理 C．在基态多电子原子中，能级电子能量一定低于p能级电子能量 D．元素周期表中可以把元素分成四个区，其中区元素全部是金属元素 4．下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 5．下列关于原子结构的表述正确的是 A．基态铁原子价电子只有4个成对电子，基态铬原子有6个未成对电子 B．基态氮原子的轨道表示式： C．基态碘原子价电子排布式： D．基态P原子电子排布式，违背了泡利不相容原理 6．下列图示表达不正确的是 A．基态碳原子的轨道表示式： B．乙烯的球棍模型： C．H2O 的 VSEPR 模型： D．1s 的电子云图： 7．氮化镓(GaN)是一种新型半导体材料，在航空航天、新能源等领域有着广泛的应用前景。下列关于的说法正确的是 A．中的化合价为-3 B．原子结构示意图为： C．位于元素周期表第四周期第族 D．原子的价层电子轨道表示式为 8．下列有关原子的结构与性质说法中，正确的是 A．氮原子的电子排布式由释放能量产生发射光谱 B．基态O原子的核外电子的空间运动状态有8种 C．微粒半径大小： D．Be和Al两种元素因处于元素周期表的对角线位置，且都属于p区元素，所以有些性质相似 9．a～h为元素周期表中前四周期相应元素。 回答下列问题： (1)元素a基态原子的价电子排布式为 。 (2)元素d与b形成的稳定化合物的电子式为 ，该化合物属于 分子(填“极性”或“非极性”)。 (3)元素e与元素f的简单氢化物都能形成分子间氢键，但两者沸点相差较大，主要原因是 。 (4)化合物分子的空间结构为 ，其中心原子的杂化方式为 ；键角 (填“>”“=”或“<”)；a～h元素组成的含氧酸根离子中，空间结构与相同的一种是 (填离子符号)。 10．下表列出了元素周期表中的若干元素，表中所列的字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题： (1)I元素的基态原子的核外电子空间运动状态共有 种；L元素属于 区，与L同周期且基态原子未成对电子数相同的元素有 种。 (2)某同学推断G元素基态原子的核外电子轨道表示式如图。则该同学所画的电子轨道表示式违背了 。 (3)A、C、I、J的电负性由大到小的排序为： 。(用元素符号表示) (4)基态M原子的简化电子排布式为 ，字母K代表的元素原子的价层电子排布图为 。 (5)C可与A形成化合物，其含有的键和键的个数比为 。D可与A形成的为离子化合物，的电子式为 。 【强化训练】 11．X、Y、Z、M是四种短周期元素，Q是第四周期的过渡元素(原子序数在21~30之间)。X、Y、Z同周期，Z、M同主族，X的最高正价与最低负价的和为0，Y是同周期除稀有气体外半径最大的元素，基态M原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等且M位于第二周期，Q的基态原子只有1个单电子且在外层。下列说法错误的是 A．简单氢化物的稳定性：M>Z>X B．简单离子半径：Z>Y>M C．单质的熔点：Q>Z>Y D．Y、Z、Q分别与M均可组成多种二元化合物 12．运用玻尔原子结构模型，能对下列硼离子光谱做出很好解释的是 A．B+ B．B2+ C．B3+ D．B4+ 13．是一种复盐，X、Y、Z、M位于前四周期的不同周期，Z在地壳中含量居第四位，基态M原子价层电子排布式为E和M位于同一主族，X原子比E原子少一个电子。下列说法错误的是 A．电负性：E>X>M B．单质分子的键能：X>E>Y C．E与其他元素均不能组成多种二元化合物 D．的空间结构是三角锥形 14．短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大。W元素的价层电子排布是ns2npn；Y元素原子核外s能级与p能级上的电子总数相等；Z元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；R元素原子的价层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是 A．原子半径：W＜X B．第一电离能：X>Y C．电负性：W>Y D．金属性：Z＜R 15．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y和Z组成的一种化合物可有效灭杀新型冠状病毒，其结构式如图所示。向含有W的钠盐水溶液中通入气体，将产生沉淀。下列说法一定错误的是 A．简单氢化物的稳定性：Y<Z B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W C．Z元素可以形成同素异形体 D．元素W基态原子价电子排布是 16．周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是 A．钛元素原子的M层上共有10个电子 B．钛元素是ds区的过渡元素 C．钛元素原子最外层上有4个电子 D．钛元素位于元素周期表的第四周期第ⅣA族 17．铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、CaO、MgO、等氧化物。下列说法不正确的是 A．基态Mg原子核外电子的运动状态有12种 B．基态最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 C．基态Cr原子的价电子轨道表示式为 D．从结构角度分析，的稳定性强于 18．下列化学用语表示错误的是 A．基态镓原子的电子排布式为[Ar]4s24p1 B．60gSiO2中含有Si-O键数目为 C．砷化氢(AsH3)分子的球棍模型： D．过氧化钠(Na2O2)的电子式： 19．六种36号以前的元素的性质或结构信息见表，试根据信息回答有关问题。 元素 性质或结构信息 A 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 B 基态原子有16个不同运动状态的电子 C 基态原子的价电子排布为3d104sx，在化合物中只有一种常见化合价 D、E 两种元素的基态原子都只有一个未成对电子，它们相互形成的离子的电子层结构相同，并且最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数 (1)A是 (填元素名称)，在元素周期表中的位置 。 (2)B的基态原子的核外电子占据的最高能级的轨道形状和该能级所能容纳的最多电子数分别为 、 。 (3)写出C元素基态原子的价层电子轨道表示式 ，其基态原子的电子有 种空间运动状态。 (4)D、E的元素符号分别为 。 20．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题： A 元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素 B 元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1 C 元素的第一至第四电离能分别是I1=738 kJ·mol-1、I2=1 451 kJ·mol-1、I3=7 733 kJ·mol-1、I4=10 540 kJ·mol-1 D 原子核外所有p轨道全满或半满 E 元素的主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小 F 是前四周期中电负性最小的元素 G 在周期表的第七列 (1)A的元素符号为 ，D的元素名称为 。 (2)基态B原子中能量最高的电子所在的原子轨道的电子云在空间有 个伸展方向，原子轨道呈 形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所写的轨道表示式违反了 。 (4)E元素原子核外有 种运动状态不同的电子。 (5)G位于第 族， 区，外围电子排布式为 。 (6)检验F元素的方法是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 核外电子排布规律及表示方法 1、 能准确说出核外电子排布的3条基本规律：能量最低原理（电子优先占据能量低的轨道）、泡利不相容原理（1个轨道最多容纳2个自旋相反的电子）、洪特规则（简并轨道上电子优先分占且自旋平行），并理解规律间的内在联系（如洪特规则是能量最低原理的延伸）。​ 2、能结合核外电子排布，解释元素的部分化学性质（如 Na 的最外层 1 个电子易失去，故显金属性；Cl 的最外层 7 个电子易得到 1 个电子，故显非金属性），建立 “电子排布→结构特征→性质” 的逻辑关联。 3、能根据核外电子排布规律，正确书写1-36号元素（及常见过渡元素，如Fe、Cu）的电子排布式（含简化电子排布式，如Na：[Ne]3s¹）、电子排布图（轨道表示式）（需标注轨道类型、电子自旋方向，如O的轨道表示式中2p轨道电子分占3个轨道且自旋平行）。 一、核外电子排布的构造原理 构造原理 示意图 多电子的核外电子排布总是按照能量最低原理，即：电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理 原子核外电子填充的顺序：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np 各能级的能量高低顺序可以表示为(n表示能层序数) a．Ens＞E(n-1)s＞E(n-2)s b．Enp＞E(n-1)p＞E(n-2)p c．End＞E(n-1)d＞E(n-2)d d．Enf＞E(n-1)f＞E(n-2)f e．Ens＜E(n－2)f＜E(n－1)d＜Enp 2、 核外电子排布的三条基本规律 1、 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。 2、 泡利原理 (1)内容：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称为泡利不相容原理）。 (2)泡利原理的直接推论 ①同一原子轨道最多容纳2个电子 ②各电子层、电子亚层的最大电子容量 能层（电子层） 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级（电子亚层） 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、 洪特规则 (1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则。 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：简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较高的稳定性。 稳定构型 定义（以 d 亚层为例） 能量特点 示例（原子序数） 全充满 亚层轨道全填满电子 即电子数 = 2×轨道数 能量最低，最稳定 Cu（29）：3d104s1（3d 全充满） 半充满 亚层轨道各填1个电子， 即电子数 = 轨道数 能量较低，较稳定 Cr（24）：3d54s1（3d 半充满） 全空 亚层轨道无电子，即电子数 = 0 能量较低，较稳定 K（19）：3d04s1（3d 全空） 3、 核外电子排布的表示方法 1、电子排布式与轨道表示式的比较 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： 2、基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式(书写时，能层低的能级写在左侧，不能完全按构造原理顺序书写)：电子排布式是表示原子核外电子排布的一种式子。根据能量最低原理按能级进行排序，进而在ns、np、nd等符号的右上角用数字表示出该能级的电子的数目。例如，基态Cu原子：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式：[Ar]3d104s1。 (2)价层电子排布式：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变动的能级称为价电子层(简称价层)。Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，价层电子排布式为3d64s2。 (3)电子排布的轨道表示式(又称电子排布图)：用方框(或圆圈)表示原子轨道；能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋平行。 题型01 基态原子（离子）核外电子排布表示方法 【典例】已知X、Y、Z、W、M五种元素的结构信息如下： ①基态X原子的价层电子排布式为     ②基态Y原子的价层电子轨道表示式为 ③的结构示意图为 ④中子数为16的W原子： ⑤基态M原子核外有12种运动状态的电子 下列说法正确的是 A．X与Y能形成型的离子化合物 B．中含有共价键和离子键 C．分子中的原子均满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物的稳定性：X>Z 【答案】D 【详解】A．O与Cl形成Cl2O或ClO2均是共价化合物，A错误； B．是MgCl2，只有离子键，B错误； C．PCl5分子中的P原子不满足8电子稳定结构，C错误； D．H2O的稳定性大于NH3，D正确； 答案选D。 【变式】已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，E原子有9种运动状态。 (1)按要求书写下列图式。 ①B原子的结构示意图： 。 ②C元素在周期表中的位置 ，C原子的电子排布图： 。 ③D原子的核外简化电子排布式： 。 (2)写出的电子式 。 (3)写出A、B、C形成的最高价氧化物对应水化物的化学式： 。 (4)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式： 。 (5)极性： （填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1) 第二周期第VIA族 (2) (3) (4)↑ (5)< 【详解】（1）①Cl原子的结构示意图为：。 ②O元素在周期表中的位置为：第二周期第VIA族，其原子的电子排布图为：。 ③K原子的核外简化电子排布式为：。 答案为：；第二周期第VIA族；；。 （2）的电子式为：。 答案为：。 （3）H、Cl、O形成的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，其化学式为：。 答案为：。 （4）上述元素组成的物质中，可由K单质可与水反应制得氢气，反应的化学方程式为：↑。 答案为：↑。 （5）在和基团中，C和Cl、F原子均形成了共用电子对。由于F原子得电子能力强于Cl原子，因此极性：<。 答案为：<。 题型02 基态原子（离子）核外电子排布的正误判断 【典例】肼是一种重要的燃料，一种制备肼的反应原理为。下列有关化学用语的说法错误的是 A．的电子式： B．基态Cl原子的轨道电子云轮廓图： C．的VSEPR模型为四面体形 D．某激发态H原子的轨道表示式： 【答案】D 【详解】A．分子中只存在共价单键，电子式：，A正确； B．基态Cl原子的轨道呈哑铃形，电子云轮廓图：，B正确； C．的中心原子价层电子对为3+=4，VSEPR模型为四面体形，C正确； D．第一能层没有p能级，即不存在1p能级，D错误； 故选D。 【变式】某基态原子价层电子的轨道表示式为，从中得到的信息错误的是 A．有2个电子层 B．最外层有4个电子 C．有3种能量不同的电子 D．有6种空间运动状态不同的电子 【答案】D 【详解】A．该原子有2个电子层，分别为K层、L层，每层的电子数分别为2、4，故A正确； B．每层的电子数分别为 2、4，所以最外层有 4 个电子，故B正确； C．核外电子的能级为1s、2s、2p 能级，同一能级上的电子能量相同，电子在各能级的能量关系为：1s<2s<2p，故有3种能量不同的电子，故C正确； D．对于同一个原子的核外电子，每一个电子的运动状态都不同，则原子核外有几个电子，就有几种运动状态不同的电子，该原子核外共有 6 个电子，则有 6 种不同运动状态的电子，故D错误； 故选：D。 题型03 核外电子排布规律的应用 【典例】居里夫人为纪念她的祖国，将新发现的一种元素命名为钋，即门捷列夫预言的亚碲。已知钋的价电子排布式为，钋在元素周期表中的位置叙述错误的是 A．第6族 B．第16族 C．第VIA族 D．第6周期 【答案】A 【详解】钋的价电子排布为6s26p4，属于p区元素。主族元素的族数由价电子总数决定（s+p电子数），6s26p4总共有6个价电子，对应VIA族（即第16族）。周期数由最高能层决定（6s和6p对应第6周期）。第6族通常指VIB族（如Cr、Mo等），与钋的族属不符； 故选A。 【变式】下列不同状态的磷，电离最外层一个电子所需能量最大的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A为基态P原子，B为激发态P原子，C为激发态P+，D也为激发态P+，P+比P原子更难失去一个电子，C和D相比，C的能量较低，更难失电子，故电离最外层一个电子所需能量最大。故选C。 题型04 核外电子运动状态能量高低的比较 【典例】下列化学用语或图示表达正确的是 A．图中电子排布违反了能量最低原理 B．氧原子核外能量最高的电子云的形状： C．的电子式： D．石墨晶体结构示意图 【答案】B 【详解】A．图中电子排布违反了洪特规则，，选项A错误； B．氧原子核外能量最高的电子2p轨道的4个电子，p能级电子云的形状为: 纺锤形，选项B正确； C．过氧化钠是离子化合物，由钠离子与过氧根离子构成，电子式为，选项C错误； D．石墨晶体结构示意图，选项D错误； 答案选B。 【变式】下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】能级能量由低到高顺序为，根据泡利原理，每个轨道最多只能容纳2个电子，且自旋相反，根据洪特规则，简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据1个轨道，且自旋平行，能量最低，A项符合题意。 【巩固训练】 1．若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是： A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第一A族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为(    【答案】D 【详解】A．由于无法确定该元素是否为第4周期元素，故无法得知M层的电子数，故A错误； B．由分析可知，其价电子为，应该位于周期表第VB族，故B错误； C．该元素位于元素周期表的d区，故C错误； D．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为( ，故D正确。 答案选D。 2．下列说法错误的是 A．在无外磁场的作用下，处于同一能级的原子轨道能量相同 B．ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量 C．氢原子光谱中存在靠得很近的两条谱线，与原子核外电子的自旋状态有关 D．基态X原子的结构示意图为，基态Y原子核外有2个电子层，电子式为，则原子半径X＞Y 【答案】C 【详解】A．在多电子原子中，电子填充在不同能层上，能层数越多，其能量越高。能层又分为不同能级，同一能级又有不同的轨道，同一能级的不同原子轨道能量相同，A正确； B．根据构造原理，结合能级交错规律可知：ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量，B正确； C．氢原子光谱中存在靠得很近的两条谱线，这是由于H原子核外电子发生跃迁的结果，与原子核外电子的自旋状态无关，C错误； D．根据基态X原子的结构示意图可知X是S元素；基态Y原子核外有2个电子层，电子式为，则Y是O元素。O、S是同一主族元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径：X＞Y，D正确； 故合理选项是C。 3．下列表述正确的是 A．水的电子式： B．轨道表示式违背了泡利不相容原理 C．在基态多电子原子中，能级电子能量一定低于p能级电子能量 D．元素周期表中可以把元素分成四个区，其中区元素全部是金属元素 【答案】B 【详解】A．水是共价化合物，分子中氧氢之间为共价键，其电子式为，A错误； B．泡利不相容原理为同一轨道中最多能容纳2个电子，且电子的自旋方向相反，所以该轨道表示式违背了泡利不相容原理，B正确； C．同一能层的s能级电子能量一定低于p能级电子能量，对于不同能层的s能级不一定低于是p电子能量，如3s能级电子能量高于2p，C错误； D．元素周期表中可以把元素分成五个区，s区除氢元素外都是金属元素，D错误； 故选B。 4．下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 【答案】D 【详解】A．原子最外层电子排布为的元素不一定是s区元素，如铬元素是d区元素，铜元素是ds区元素，故A错误； B．价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数为5，该元素是位于元素周期表第五周期第ⅢA族的p区元素，故B错误； C．根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，结合构造原理，钛元素的原子序数为22，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故C错误； D．根据构造原理可知，能量由低到高的顺序为：ns、(n—1)d、(n—2)f、np，则ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，故D正确； 故选D。 5．下列关于原子结构的表述正确的是 A．基态铁原子价电子只有4个成对电子，基态铬原子有6个未成对电子 B．基态氮原子的轨道表示式： C．基态碘原子价电子排布式： D．基态P原子电子排布式，违背了泡利不相容原理 【答案】A 【详解】A．基态铁原子价电子排布式为3d64s2，有4个成对电子，基态铬原子价电子排布式为3d54s1，有6个未成对电子，A正确； B．基态氮原子的轨道表示式： ，B错误； C．基态碘原子价电子排布式：，C错误； D．基态P原子电子排布式，违背了洪特规则，D错误； 故选A。 6．下列图示表达不正确的是 A．基态碳原子的轨道表示式： B．乙烯的球棍模型： C．H2O 的 VSEPR 模型： D．1s 的电子云图： 【答案】A 【详解】 A．基态碳原子的轨道表示式应该为，A错误； B．乙烯中含有碳碳双键且半径碳比氢大，B正确； C．水的中心O原子的价层电子对数为，孤电子对数为2，VSEPR模型为四面体形，C正确； D．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，1s电子云图为，D正确； 故答案选A。 7．氮化镓(GaN)是一种新型半导体材料，在航空航天、新能源等领域有着广泛的应用前景。下列关于的说法正确的是 A．中的化合价为-3 B．原子结构示意图为： C．位于元素周期表第四周期第族 D．原子的价层电子轨道表示式为 【答案】B 【详解】A．同主族从上往下元素的电负性减弱，故电负性N>Ga，中的化合价为+3，A错误； B．的核电荷数为31，位于第四周期IIIA族，原子结构示意图正确，B正确； C．位于元素周期表第四周期IIIA族，C错误； D．基态原子的价层电子排布式为4s24p1，价层电子轨道表示式为： ，D错误； 故选B。 8．下列有关原子的结构与性质说法中，正确的是 A．氮原子的电子排布式由释放能量产生发射光谱 B．基态O原子的核外电子的空间运动状态有8种 C．微粒半径大小： D．Be和Al两种元素因处于元素周期表的对角线位置，且都属于p区元素，所以有些性质相似 【答案】C 【详解】A．氮原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，而非释放，因此该过程不会产生发射光谱，A错误； B．基态O原子的电子占据1s、2s、2p轨道，轨道总数为1+1+3=5种，空间运动状态应为5种，B错误； C．电子层最多，半径最大，电子层结构相同，核电荷数增大导致半径减小，顺序正确，C正确； D．Be位于IIA族，属于s区元素，Al属于p区，D错误； 故选C。 9．a～h为元素周期表中前四周期相应元素。 回答下列问题： (1)元素a基态原子的价电子排布式为 。 (2)元素d与b形成的稳定化合物的电子式为 ，该化合物属于 分子(填“极性”或“非极性”)。 (3)元素e与元素f的简单氢化物都能形成分子间氢键，但两者沸点相差较大，主要原因是 。 (4)化合物分子的空间结构为 ，其中心原子的杂化方式为 ；键角 (填“>”“=”或“<”)；a～h元素组成的含氧酸根离子中，空间结构与相同的一种是 (填离子符号)。 【答案】(1) (2) 非极性 (3)分子间氢键数目比分子间氢键数目少，分子间作用力小 (4)平面三角形 > 、(写出任意一种) 【详解】（1）由分析知，a为27号元素Co，其价电子排布式为：3d74s2，故答案为：3d74s2； （2）元素d与b形成的稳定化合物为CS2，其电子式为：；该化合物正负电荷的重心重合，属于非极性分子，故答案为：；非极性； （3）NH3分子间氢键数目比H2O分子间氢键数目少，分子间作用力小，因此两者沸点相差较大，故答案为：NH3分子间氢键数目比H2O分子间氢键数目少，分子间作用力小； （4）化合物cg3分子为BF3，中心原子的价电子对数为：，孤电子对数为0，其空间结构为平面三角形，键角为120°，中心原子的杂化方式为sp2；NF3中心原子的价电子对数为，孤电子对数为1，其空间结构为三角锥形，键角小于120°，因此键角BF3＞NF3；a～h元素组成的含氧酸根离子中，空间结构与cg3相同的一种是、(写出任意一种)。 10．下表列出了元素周期表中的若干元素，表中所列的字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题： (1)I元素的基态原子的核外电子空间运动状态共有 种；L元素属于 区，与L同周期且基态原子未成对电子数相同的元素有 种。 (2)某同学推断G元素基态原子的核外电子轨道表示式如图。则该同学所画的电子轨道表示式违背了 。 (3)A、C、I、J的电负性由大到小的排序为： 。(用元素符号表示) (4)基态M原子的简化电子排布式为 ，字母K代表的元素原子的价层电子排布图为 。 (5)C可与A形成化合物，其含有的键和键的个数比为 。D可与A形成的为离子化合物，的电子式为 。 【答案】(1)9 ds 4 (2)泡利原理 (3) (4) (5) 1：5 【详解】（1）根据分析，I为S元素，电子排布式为1s22s22p63s23p4，核外电子空间运动状态为轨道数，共9种；L为Cu元素，属于ds区；Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，只有1个未成对电子，第四周期有1个未成对电子的有K（[Ar]4s1）、Sc（[Ar]3d14s2）、Ga（[Ar]3d104s24p1）、Br（[Ar]3d104s24p5）共4种； （2）G元素为Mg，电子轨道表示为，3s两个电子的自旋方向应该相反，该同学违背了泡利原理； （3）同周期元素从左到右电负性依次增大，因此Cl＞S，S的非金属性强于C，因此电负性S＞C，CH4中C为负价，因此电负性C＞H，故电负性Cl＞S＞C＞H； （4） M为As元素，是33号元素，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3；K为Cr元素，价电子排布式为3d54s1，价层电子排布图为； （5）C与H形成的C2H4为乙烯，结构式为，含有1个π键5个σ键，比例为1：5；NH5为离子化合物，说明含有，另一个阴离子为H-，因此电子式为。 【强化训练】 11．X、Y、Z、M是四种短周期元素，Q是第四周期的过渡元素(原子序数在21~30之间)。X、Y、Z同周期，Z、M同主族，X的最高正价与最低负价的和为0，Y是同周期除稀有气体外半径最大的元素，基态M原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等且M位于第二周期，Q的基态原子只有1个单电子且在外层。下列说法错误的是 A．简单氢化物的稳定性：M>Z>X B．简单离子半径：Z>Y>M C．单质的熔点：Q>Z>Y D．Y、Z、Q分别与M均可组成多种二元化合物 【答案】B 【详解】A．非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞S＞Si，则简单氢化物稳定性顺序为H2O＞H2S＞SiH4，A正确； B．电子层数越大，离子半径越大，电子层数相同，质子数越小，离子半径越大，因此S2-、O2-、Na+的离子半径顺序为S2-＞O2-＞Na+，，B错误； C．Cu的熔点（约1085℃）高于S（约115℃），而Na的熔点（约97.8℃）最低，则顺序为Q＞Z＞Y，C正确； D．Na与O可形成Na2O、Na2O2，S与O可形成SO2、SO3，Cu与O可形成CuO、Cu2O，均存在多种二元化合物，D正确； 故选B。 12．运用玻尔原子结构模型，能对下列硼离子光谱做出很好解释的是 A．B+ B．B2+ C．B3+ D．B4+ 【答案】D 【详解】玻尔原子结构模型主要解释氢原子（类氢原子，核外只有一个电子的离子）的光谱。核外只有1个电子，类氢原子，所以运用玻尔原子结构模型，能对的离子光谱做出很好的解释；故选D。 13．是一种复盐，X、Y、Z、M位于前四周期的不同周期，Z在地壳中含量居第四位，基态M原子价层电子排布式为E和M位于同一主族，X原子比E原子少一个电子。下列说法错误的是 A．电负性：E>X>M B．单质分子的键能：X>E>Y C．E与其他元素均不能组成多种二元化合物 D．的空间结构是三角锥形 【答案】C 【详解】A．电负性O＞N＞S，A正确； B．N2键能（946 kJ/mol）＞O2（498 kJ/mol）＞H2（436 kJ/mol），B正确； C．O与N（NO、NO2等）、H（H2O、H2O2）、Fe（FeO、Fe2O3）、S（SO2、SO3）均能形成多种二元化合物，C错误； D．价层电子对数为4，孤对导致三角锥形，D正确； 故答案选C。 14．短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大。W元素的价层电子排布是ns2npn；Y元素原子核外s能级与p能级上的电子总数相等；Z元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；R元素原子的价层电子数等于其电子层数。下列说法正确的是 A．原子半径：W＜X B．第一电离能：X>Y C．电负性：W>Y D．金属性：Z＜R 【答案】B 【详解】A．同周期元素从左往右原子半径逐渐减小，因此原子半径：C>N，故A错误； B．同周期从左向右元素的第一电离能是增大趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，因此第一电离能：N>O，故B正确； C．同周期从左向右元素电负性逐渐增大，则电负性：O>C，故C错误； D．同周期从左向右元素的金属性逐渐增强，则金属性：Al＜Na，故D错误； 故答案选B。 15．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y和Z组成的一种化合物可有效灭杀新型冠状病毒，其结构式如图所示。向含有W的钠盐水溶液中通入气体，将产生沉淀。下列说法一定错误的是 A．简单氢化物的稳定性：Y<Z B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W C．Z元素可以形成同素异形体 D．元素W基态原子价电子排布是 【答案】D 【详解】A．由非金属性Y<Z，可知简单氢化物的稳定性Y<Z，A正确； B．无论W为Al还是Si，其非金属性均小于C，最高价氧化物对应水化物的酸性Y>W，B正确； C．O元素形成的单质和互为同素异形体，C正确； D．元素W为Si或Al，基态原子价电子排布式为或，D错误； 答案选D。 16．周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是 A．钛元素原子的M层上共有10个电子 B．钛元素是ds区的过渡元素 C．钛元素原子最外层上有4个电子 D．钛元素位于元素周期表的第四周期第ⅣA族 【答案】A 【详解】A．Ti原子序数22号，核外电子排布式：，所以M层上有10个电子，A正确； B．价层电子，d上未充满，所以是d区元素，B错误； C．最外层有2个电子，C错误； D．由钛核外电子排布式可看出，位于第四周期，第四副族，D错误； 故选A。 17．铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、CaO、MgO、等氧化物。下列说法不正确的是 A．基态Mg原子核外电子的运动状态有12种 B．基态最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 C．基态Cr原子的价电子轨道表示式为 D．从结构角度分析，的稳定性强于 【答案】D 【详解】A．镁元素原子的核外共有12个电子,其每一个电子的运动状态都不相同,故共有12种，故A项正确； B．基态K+核外电子排布为：，最高能级为p能级，电子云轮廓图是哑铃形的，故B项正确； C．基态Cr原子的价电子轨道表示式为：，故C项正确； D．，， Fe3+的3d能级电子为半充满的稳定状态，故稳定性：，故D项错误； 故本题选D。 18．下列化学用语表示错误的是 A．基态镓原子的电子排布式为[Ar]4s24p1 B．60gSiO2中含有Si-O键数目为 C．砷化氢(AsH3)分子的球棍模型： D．过氧化钠(Na2O2)的电子式： 【答案】A 【详解】A．基态镓原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，A错误； B．60gSiO2的物质的量为1mol，SiO2晶体中每个硅原子含有4个Si-O键，所以60gSiO2晶体中含有Si-O键数目为，B正确； C．砷化氢分子中心原子有1对孤电子对、价层电子对数为4，空间构型为三角锥形，故球棍模型正确，C正确； D．过氧化钠(Na2O2)由钠离子和过氧根构成，电子式：，D正确； 故选A。 19．六种36号以前的元素的性质或结构信息见表，试根据信息回答有关问题。 元素 性质或结构信息 A 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 B 基态原子有16个不同运动状态的电子 C 基态原子的价电子排布为3d104sx，在化合物中只有一种常见化合价 D、E 两种元素的基态原子都只有一个未成对电子，它们相互形成的离子的电子层结构相同，并且最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数 (1)A是 (填元素名称)，在元素周期表中的位置 。 (2)B的基态原子的核外电子占据的最高能级的轨道形状和该能级所能容纳的最多电子数分别为 、 。 (3)写出C元素基态原子的价层电子轨道表示式 ，其基态原子的电子有 种空间运动状态。 (4)D、E的元素符号分别为 。 【答案】(1)氮 第二周期第VA族 (2)哑铃形 6 (3) 15 (4)K、Cl或Sc、Cl或Li、H 【详解】（1）根据分析可知，A为氮元素，在元素周期表的第二周期ⅤA族。 （2）B为S元素，其核外电子占据的最高能级为3p能级，其轨道形状为哑铃形，最多可容纳6个电子。 （3）C为Zn，其基态原子的价层电子排布式为3d104s2，轨道表示式为。其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，共有15个轨道，因此其基态原子的电子有15种空间运动状态。 （4）根据分析可知，D、E的元素符号可以为K、Cl或Sc、Cl或Li、H。 20．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题： A 元素原子半径在周期表中最小，也是宇宙中最丰富的元素 B 元素原子的核外p轨道总电子数比s轨道总电子数少1 C 元素的第一至第四电离能分别是I1=738 kJ·mol-1、I2=1 451 kJ·mol-1、I3=7 733 kJ·mol-1、I4=10 540 kJ·mol-1 D 原子核外所有p轨道全满或半满 E 元素的主族序数与周期序数的差为4，原子半径在同周期中最小 F 是前四周期中电负性最小的元素 G 在周期表的第七列 (1)A的元素符号为 ，D的元素名称为 。 (2)基态B原子中能量最高的电子所在的原子轨道的电子云在空间有 个伸展方向，原子轨道呈 形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所写的轨道表示式违反了 。 (4)E元素原子核外有 种运动状态不同的电子。 (5)G位于第 族， 区，外围电子排布式为 。 (6)检验F元素的方法是 。 【答案】(1)H 磷 (2)3 纺锤 (3)泡利不相容原理 (4)17 (5) VIIB d 3d54s2 (6)焰色试验 【详解】（1）A的元素符号是H；D为P，元素名称是磷。 （2）B为N，其能量最高的电子为2p电子，其所在原子轨道的电子云在空间有3个伸展方向，p轨道为纺锤形。 （3）泡利不相容原理指出每个原子轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子，该核外电子轨道表示式中3s上的两个电子自旋状态相同，违反了泡利不相容原理。 （4）E为Cl元素，原子核外有17个电子，每个电子的运动状态都不同，则E的原子核外有17种运动状态不同的电子。 （5）G为Mn，在第四周期第VIIB族，d区，其外围电子排布式为3d54s2。 （6）F为K元素，检验K元素的方法是焰色试验。 / 学科网（北京）股份有限公司 $