第一节 原子结构（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第一节 原子结构 题型01 能层与能级 题型02 基态与激发态 原子光谱 题型03 构造原理与电子排布式 题型04 电子云与原子轨道 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 题型06 基态原子核外电子排布的综合应用 题型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 （3）能层数量规律: ①每一层最多容纳的电子数：2n2个。②最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。③次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。 （4）能层能量规律: ①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越高，电子的能量越高。③能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f 等表示。 （3）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 （4）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各能级所在能层的取值：ns(n≥1)；np(n≥2)；nd(n≥3)；nf(n≥4)。 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 【典例1】（24-25高二上·广东东莞·期末）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是 A．电子在线性轨道上绕核运行 B．p能级的能量一定比s能级的能量低 C．2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等 D．基态Li原子最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形 【答案】D 【解析】A．电子在原子核外一定的空间内绕核运动，还有自旋运动，不能准确测定位置和速度，A错误； B．p能级的能量不一定比s能级的能量低，如2p的能量大于1s，B错误； C．2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等，C错误； D．基态Li原子电子排布1s22s1，最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形，D正确； 故选D。 【变式1-1】（24-25高二下·广东肇庆·期末）磷酸铁锂()超快充电池研发备受关注。下列说法正确的是 A．基态的3p轨道与3d轨道电子数相同 B．激发态Li原子2s轨道不可能存在2个电子 C．基态O的电子轨道表示式违反了泡利原理 D．P原子s电子的电子云轮廓图依次为() 【答案】A 【解析】A．基态的价层电子排布式为，3p轨道全充满，A项正确； B．根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为，激发态时，电子发生跃迁，2s轨道可能存在2个电子，B项错误； C．图中基态O的轨道表示式违反了洪特规则，C项错误； D．P原子s电子的电子云轮廓图都为球形，但大小不同，D项错误； 故答案选A。 【变式1-2】下列各能级中，轨道数为1的是 A．s B．p C．d D．f 【答案】A 【解析】A．s能级只有1个轨道，A正确； B．p能级有3个轨道，B错误； C．d能级有5个轨道，C错误； D．f能级有7个轨道，D错误； 故选A。 【变式1-3】以下说法正确的是 A．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 B．p能级能量一定比s能级能量高 C．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 D．轨道相互垂直，且能量各不相等 【答案】A 【解析】A．从空间角度看，2s轨道空间包含了1s轨道，比1s轨道大，A正确； B．p能级能量不一定比s能级的能量高，如2p的能量小于3s，B错误； C．同一原子中，各p能级的轨道数都为3，C错误；   D．轨道相互垂直，能量相等，D错误； 故选A。 题型02 基态与激发态 原子光谱 1.基态与激发态 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子叫做基态原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子 （3）基态原子与激发态原子的关系 【特别提醒】①电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子发生的是化学变化。 ②电子可以从基态跃迁到激发态，相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，释放能量。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。举例：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等 ③激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。 ④一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2 表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）。 2.原子光谱 （1）定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 （2）形成原因： （3）分类及其特征： 吸收光谱：明亮背景的暗色谱线 发射光谱：暗色背景的明亮谱线 （4）原子光谱的应用——光谱分析 ①在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 ②生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。 【典例2】（24-25高二上·广东江门·期中）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列是小猪佩奇在学校课堂上羚羊夫人让他们讨论核外电子运动的说法，其中说法正确的是 A．小羊苏西 B．小狗丹尼 C．小猪佩奇 D．小猪乔治 【答案】D 【解析】A．电子在原子核外一定的空间内绕核运动，还有自旋运动，不能准确测定位置和速度，故A错误； B．电子从能量高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时能产生发射光谱，故B错误； C．2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等，故C错误； D．2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道，故D正确； 故选D。 【变式2-1】（24-25高二下·广东深圳·期中）人们常燃放烟花来增添节日的气氛，一般烟花用黑火药作起爆药剂，黑火药的组成成分为硝酸钾、木炭、硫黄。烟花颜色是各种盐的焰色，如黄色是钠盐的焰色，红色是锶盐的焰色等。下列说法错误的是 A．S原子的最高能层有6个电子 B．烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理 C．Na原子由，形成发射光谱 D．基态原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形 【答案】C 【解析】A．S的原子序数为16，位于周期表第三周期第VIA族，其最高能层为第三能层，有6个电子，故A正确； B．烟花秀是电子的跃迁释放能量产生发射光谱形成的，即利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理，故B正确； C．Na原子由，是从能量低的轨道跃迁到能量更高的轨道上，形成的是吸收光谱，故C错误； D．Sr的原子序数为38，位于周期表第五周期第IIA族，基态原子的价层电子排布式为5s2，所以电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形，故D正确； 故答案为：C。 【变式2-2】人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是 A．电子在线性轨道上绕核运行 B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 C．、、轨道相互平行、能量相等 D．轨道比轨道大，其空间包含了轨道 【答案】D 【解析】A．电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A错误； B．电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱，B错误； C．、、轨道相互垂直、能量相等，C错误； D．轨道比轨道大，其空间包含了轨道，D正确； 故选D。 【变式2-3】以下说法不正确的是 A．钪(Sc)的电子排布式最后两个能级应写成4s23d1 B．原子光谱是离散的谱线而不是连续的，是由于不同定态的电子发生跃迁产生的 C．钾的光谱证实它的最外层电子是4s1，而不是3d1，是源于光谱学事实 D．上图为同一原子的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一个球形，只是球的半径不同 【答案】A 【解析】A．虽然3d能级能量大于4s，在书写时，通常按能蹭顺序，钪的基态电子排布式： ，最后两个能级应写成，A错误； B．原子光谱是离散的线状谱，而非连续谱，这是因为电子在不同能量的定态能级间发生跃迁时，吸收或发射特定频率的光子。这基于玻尔原子模型和量子力学的基本原理，B正确； C．钾的基态电子排布式为。光谱学数据（如钾的特征发射光谱和第一电离能较低）证实其最外层电子在轨道，而非轨道（轨道在钾中为空）。如果电子在轨道，光谱和化学性质会类似于过渡金属，而非碱金属，C正确； D．s电子的电子云轮廓图都是球形的，能层数越大，对应的半径就越大，D正确； 故选A。 题型03 构造原理与电子排布 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：（1）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。 【典例3】（24-25高二上·广东江门·期末）《天工开物》中记载的湿法炼铜涉及的主要反应为：。下列说法不正确的是 A．是区元素 B．原子的中子数和质子数相等 C．基态原子的简化电子排布式： D．基态的电子所占据的最高能级的轨道形状为哑铃形 【答案】B 【解析】A．基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，属于d区元素，A正确； B．18O的质子数为8，中子数为：18-8=10，B错误； C．Cu为29号元素，基态原子的简化电子排布式：，C正确； D．S2-的电子排布最高能级为3p，轨道形状为哑铃形，D正确； 故选B。 【变式3-1】（24-25高二上·广东汕尾·阶段练习）下列说法正确的是 A．周期表s区元素全部是金属元素 B．通过原子光谱上的特征谱线能鉴定某些元素 C．s能级上电子的能量一定小于p能级上电子的能量 D．钠原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 【答案】B 【解析】A．周期表s区元素不一定是金属元素，还有非金属元素氢，A错误； B．不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，B正确； C．同一能层上，s能级上电子的能量一定小于p能级上电子的能量，不同能层上，s能级上电子的能量不一定小于p能级上电子的能量，C错误； D．钠原子由时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，D错误； 故选B。 【变式3-2】 （24-25高二上·广东深圳·阶段练习）的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 【答案】D 【分析】的最外层电子排布式为，则是，据此作答。 【解析】A．M是氯元素，不是稀有气体元素，故A错误； B．M原子的核外电子排布式为，故B错误； C．M原子的价层电子排布为，故C错误； D．M元素的最外层有7个电子，最高正化合价为价，故D正确； 故选D。 【变式3-3】钴是一种具有特殊性质的金属元素，与铁的化学性质类似，其在电池性能的提升方面发挥着不可或缺的作用。下列说法不正确的是 A．基态Co2+的核外电子排布式为[Ar]3d7 B．单质钴可与盐酸、稀硫酸发生置换反应 C．单质钴中存在自由移动的电子 D．与钴同周期且基态原子未成对电子数与钴相同的元素有1种 【答案】D 【解析】A．钴原子（Z=27）的基态电子排布为[Ar]3d74s2，失去两个电子形成Co2+时，优先失去4s轨道的电子，因此Co2+的电子排布为[Ar]3d7，A正确； B．钴的金属活动性位于氢之前，单质钴可与盐酸、稀硫酸发生置换反应，B正确； C．金属晶体中，电子在金属阳离子间自由移动，这是金属导电性的基础，故单质钴中存在自由移动的电子，C正确。 D．钴的基态原子电子排布为[Ar]3d74s2，3d轨道有3个未成对电子。第四周期中，钒（V，3d轨道有3个未成对电子）和砷（As，4p轨道有3个未成对电子）均满足条件，因此共有2种元素，而非1种，D错误； 故选D。 题型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：量子力学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。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的形状与取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 注：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；但同一能级的几个原子轨道的能量相同 ②人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 （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 【典例4】（24-25高二上·广东茂名·期末）实验室常用铁氰化钾溶液来检验，反应的离子方程式为(蓝色)。下列化学用语表示正确的是 A．中子数为20的K原子： B．N原子能级电子云轮廓图： C．结构示意图： D．基态C原子的电子排布图： 【答案】B 【解析】A．原子符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数与中子数之和，中子数为20的K原子质量数是39，表示为，A错误； B．p能级电子云轮廓图形状是哑铃形，N原子能级的3个轨道上各填有一个电子，故其电子云轮廓图为，B正确； C．是原子失去最外层的2个电子形成的，其结构示意图为，C错误； D．填入简并轨道的电子总是单独分占，且自旋平行，这样的排布使原子能量最低、稳定，故基态C原子的电子排布图为，D错误； 故选B。 【变式4-1】（24-25高三下·广东广州·阶段练习）下列化学用语或图示表达正确的是 A．HClO的电子式： B．铝原子最高能级的电子云轮廓图： C．H2O的空间结构为 D．基态碳原子的轨道表示式： 【答案】B 【解析】 A．HClO 的正确结构式应为 H―O―Cl，故电子式应为:，故A错误； B．铝原子基态电子排布为 ，其最高能级电子处于 3p 轨道，3p 轨道呈哑铃形，故B正确； C．分子的空间结构应为如图，为“V”形（键角约 104.5°），故C错误； D．基态碳原子应按洪特规则将 2p 的两个电子分别占据两个空轨道且自旋平行，应为，故D错误； 故选B。 【变式4-2】下列化学用语不正确的是 A．总共含有3个能级的能层符号：M B．中子数为20的氯原子： C．基态原子最高能级电子云轮廓图： D．的结构示意图： 【答案】C 【解析】A．第三电子层共3个能级，能层符号为M，故A正确； B．中子数为20的氯原子的质量数为37，该原子表示为，故B正确； C．基态原子最高能级为3s，电子云轮廓图球形，故C错误； D．核外有10个电子，结构示意图为，故D正确； 选C。 【变式4-3】下列轨道表示式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】D 【解析】A．2s能级的能量比2p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态，A不符合题意； B．2p能级的3个轨道能量相同，能级相同的轨道中电子优先单独占据1个轨道，该排布不符合洪特规则，原子处于能量较高的激发态，B不符合题意； C．电子处于2s能级的能量比2p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态， C不符合题意； D．能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p、3s，每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，能级相同的轨道中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，能量最低，D符合题意； 故选D。 题型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 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）。 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：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。 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。 【典例5】（24-25高二下·广东广州·月考）下列说法或有关化学用语的表达错误的是 A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．Cu的价层电子：3d104s1 C．电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D．违反了泡利原理 【答案】C 【解析】A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形， A正确； B．铜元素的原子序数为29，基态原子的价层电子排布式为3d104s1，B正确； C．钒元素的原子序数为23，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理， C错误； D．由泡利原理可知，核外电子不可能有运动状态完全相同的电子，则轨道表示式违反了泡利原理，D正确； 故选C。 【变式5-1】（24-25高二下·广东·期中）下列氮原子的轨道表示式中，能量最低的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】根据能量最低原理，电子优先占据能量低的轨道；泡利原理指每个原子轨道最多容纳两个自旋相反的电子；洪特规则是基态原子中，同一能级的轨道上电子优先分占不同轨道且自旋平行。 【解析】A．2s轨道中有1个电子，2p轨道中有4个电子，违反了能量最低原理中的电子优先占据能量低的轨道，能量不是最低，故A不符合题意； B．电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则，能量最低，故B符合题意； C．1s和2s轨道中各有1个电子，2p轨道中有5个电子，违反了能量最低原理中的电子优先占据能量低的轨道，能量不是最低，故C不符合题意； D．1s轨道中有1个电子，2p轨道中有4个电子，违反了能量最低原理中的电子优先占据能量低的轨道，且违反了洪特规则中的同一能级的轨道上电子优先分占不同轨道且自旋平行，能量不是最低，故D不符合题意； 故选B。 【变式5-2】（24-25高二下·广东深圳·期中）下列钴原子的价层电子轨道表示式中，不符合洪特规则的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 A．为钴的基态原子的价层电子表示式，A不符合题意； B．洪特规则为多个电子分布在能量相同的简并轨道时，总是先单独分占不同轨道且自旋方向相同，不符合洪特规则，B符合题意； C．不符合能量最低原理，C不符合题意； D．不符合泡利原理，D不符合题意； 答案选B。 【变式5-3】下列说法中正确的是 A．最外层电子数为2的元素一定位于s区 B．2p和3p轨道形状均为哑铃形 C．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理 D．B原子由时，由基态转化为激发态，形成发射光谱 【答案】B 【解析】A．s区的ⅡA族元素原子最外层电子数2，但最外层电子数为2的元素也可能处于p区，如He，可能处于d区，如Fe，也可能处于ds区，如Zn处于ds区，故A错误； B．p轨道形状都是哑铃形，与能层无关，故B正确； C．3p轨道应该尽可能分占不同的原子轨道，若硫原子核外电子排布图为违反了洪特规则，不是违反了泡利原理，故C错误； D．已知2px和2py是兼并轨道，能量相同，故B原子由时，仍然处于基态，并未形成激发态，也不能形成发射光谱，故D错误； 答案选B。 题型06 基态原子核外电子排布的综合应用 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 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： 【典例6】（24-25高二下·广东江门·期末）飞向太空的运载火箭发动机以偏二甲肼和液态为主要燃料，发生的反应为：。下列有关说法正确的是 A．C、N、O的第一电离能依次升高 B．基态碳原子价层电子的轨道表示式为： C．偏二甲肼结构中所有原子最外层均满足8电子稳定结构 D．基态O原子有2个未成对电子 【答案】D 【解析】A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故C、N、O的第一电离能大小：N>O>C，A错误； B．基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，即基态碳原子价层电子的轨道表示式为：，B错误； C．偏二甲肼结构中氢子最外层不满足8电子稳定结构，C错误； D．基态O原子核外电子排布图为；基态O原子有2个未成对电子，D正确； 故选D。 【变式6-1】（24-25高二下·广东佛山·阶段练习）溴是卤族元素，下列说法正确的有 ① Br位于第四周期族                       ② Br原子结构示意图︰ ③基态Br原子中有35种不同运动状态的电子               ④基态Br原子中电子占据18个原子轨道    ⑤基态 Br原子中电子占据的最高能级符号是4p               ⑥基态Br原子的简化电子排布式为：[Ar]4s24p5 A．3项 B．4项 C．5项 D．6项 【答案】B 【解析】① Br为卤族元素，则位于第四周期族，故错误； ② Br为第四周期元素，原子序数为35，K、L、M、N所填充电子数量分别为2、8、18、7，原子结构示意图为，故正确； ③基态Br原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，核外有35个电子，则基态Br原子中有35种不同运动状态的电子，故正确； ④基态Br原子中电子占据了1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p，共18个原子轨道，故正确； ⑤Br为p元素，基态 Br原子中电子占据的最高能级符号是4p，故正确； ⑥基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故错误； 故答案为B。 【变式6-2】（24-25高二下·广东中山·阶段练习）下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是 元素 A B C D E 最低化合价 -4 -2 -1 -2 -1 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0 A．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子 C．元素B、C之间不可能形成化合物 D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应 【答案】D 【分析】同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；A、B、C、D、E五种短周期元素，结合电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素； 【解析】A．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，非金属性氟大于氧大于氯，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF＞H2O＞HCl，A错误； B．元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同，B错误； C．S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成SCl2等化合物，C错误；   D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质为钠单质，钠能与H2O发生置换反应生成氢氧化钠和氢气，D正确； 故选D。 【变式6-3】扑热息痛又叫对乙酰氨基酚(结构如图所示)，是重要的解热镇痛药，下列说法正确的是 A．核电荷数： B．基态碳原子的简化电子排布式为 C．对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构 D．某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为，则该轨道表示式违背了能量最低原理 【答案】A 【解析】A．核电荷数=质子数，则核电荷数：，A正确； B．基态碳原子的简化电子排布式为，B错误； C．对乙酰氨基酚结构中H是2电子稳点结构，不满足8电子稳定结构，C错误； D．基态氧原子的轨道表示式表示为，违背了洪特规则，D错误； 答案选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 原子结构 题型01 能层与能级 题型02 基态与激发态 原子光谱 题型03 构造原理与电子排布式 题型04 电子云与原子轨道 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 题型06 基态原子核外电子排布的综合应用 题型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 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越_______，离原子核越远 （3）能层数量规律: ①每一层最多容纳的电子数：_______个。②最外层电子数不超过_______个（K层为最外层时不超过2个）。③次外层电子数不超过_______个，倒数第三层不超过_______个。 （4）能层能量规律: ①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越_______，电子的能量越高。③能量的高低顺序为_____________________。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）表示方法：分别用相应能层的序数和字母_______等表示。 （3）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 （4）能层与能级的有关规律 ①能级的_______=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_______倍。即s级最多容纳_______个电子，_______级最多容纳6个电子，d级最多容纳_______个电子，_______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_______个电子。 ④每一能层最多容纳电子数为_______（n为能层序数） ⑤各能级所在能层的取值：ns(n≥_______)；np(n≥_______)；nd(n≥_______)；nf(n≥_______)。 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_______，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____同。例如：Ar的1s能级的能量_______S的1s能级的能量 【典例1】（24-25高二上·广东东莞·期末）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是 A．电子在线性轨道上绕核运行 B．p能级的能量一定比s能级的能量低 C．2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等 D．基态Li原子最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形 【变式1-1】（24-25高二下·广东肇庆·期末）磷酸铁锂()超快充电池研发备受关注。下列说法正确的是 A．基态的3p轨道与3d轨道电子数相同 B．激发态Li原子2s轨道不可能存在2个电子 C．基态O的电子轨道表示式违反了泡利原理 D．P原子s电子的电子云轮廓图依次为() 【变式1-2】下列各能级中，轨道数为1的是 A．s B．p C．d D．f 【变式1-3】以下说法正确的是 A．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 B．p能级能量一定比s能级能量高 C．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 D．轨道相互垂直，且能量各不相等 题型02 基态与激发态 原子光谱 1.基态与激发态 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子叫做基态原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子 （3）基态原子与激发态原子的关系 【特别提醒】①电子的跃迁是_______变化(未发生电子转移),而原子得失电子发生的是化学变化。 ②电子可以从基态跃迁到激发态，相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，_______能量。____是电子跃迁释放能量的重要形式。举例：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等 ③激发态原子_______，易释放能量变为基态原子。 ④一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2 表示_______态碳原子，1s22s12p3为_______态碳原子（电子数不变）。 2.原子光谱 （1）定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会_______不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的______________，总称原子光谱。 （2）形成原因： （3）分类及其特征： 吸收光谱：_______背景的暗色谱线 发射光谱：_______背景的明亮谱线 （4）原子光谱的应用——光谱分析 ①在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_______分析。 ②生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。 【典例2】（24-25高二上·广东江门·期中）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列是小猪佩奇在学校课堂上羚羊夫人让他们讨论核外电子运动的说法，其中说法正确的是 A．小羊苏西 B．小狗丹尼 C．小猪佩奇 D．小猪乔治 【变式2-1】（24-25高二下·广东深圳·期中）人们常燃放烟花来增添节日的气氛，一般烟花用黑火药作起爆药剂，黑火药的组成成分为硝酸钾、木炭、硫黄。烟花颜色是各种盐的焰色，如黄色是钠盐的焰色，红色是锶盐的焰色等。下列说法错误的是 A．S原子的最高能层有6个电子 B．烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理 C．Na原子由，形成发射光谱 D．基态原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形 【变式2-2】人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是 A．电子在线性轨道上绕核运行 B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 C．、、轨道相互平行、能量相等 D．轨道比轨道大，其空间包含了轨道 【变式2-3】以下说法不正确的是 A．钪(Sc)的电子排布式最后两个能级应写成4s23d1 B．原子光谱是离散的谱线而不是连续的，是由于不同定态的电子发生跃迁产生的 C．钾的光谱证实它的最外层电子是4s1，而不是3d1，是源于光谱学事实 D．上图为同一原子的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一个球形，只是球的半径不同 题型03 构造原理与电子排布 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_______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_______。 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_______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_______排列即可得到电子排布式。 注：（1）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_______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_______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_______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。 【典例3】（24-25高二上·广东江门·期末）《天工开物》中记载的湿法炼铜涉及的主要反应为：。下列说法不正确的是 A．是区元素 B．原子的中子数和质子数相等 C．基态原子的简化电子排布式： D．基态的电子所占据的最高能级的轨道形状为哑铃形 【变式3-1】（24-25高二上·广东汕尾·阶段练习）下列说法正确的是 A．周期表s区元素全部是金属元素 B．通过原子光谱上的特征谱线能鉴定某些元素 C．s能级上电子的能量一定小于p能级上电子的能量 D．钠原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 【变式3-2】 （24-25高二上·广东深圳·阶段练习）的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 【变式3-3】钴是一种具有特殊性质的金属元素，与铁的化学性质类似，其在电池性能的提升方面发挥着不可或缺的作用。下列说法不正确的是 A．基态Co2+的核外电子排布式为[Ar]3d7 B．单质钴可与盐酸、稀硫酸发生置换反应 C．单质钴中存在自由移动的电子 D．与钴同周期且基态原子未成对电子数与钴相同的元素有1种 题型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_______。 ②电子云图中的小点并不代表_______，小点的数目也不代表电子实际出现的_______。 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：量子力学把电子在原子核外的一个______________称为一个原子轨道。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的形状与取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 注：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；但同一能级的几个原子轨道的能量_______同 ②人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为_______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 【典例4】（24-25高二上·广东茂名·期末）实验室常用铁氰化钾溶液来检验，反应的离子方程式为(蓝色)。下列化学用语表示正确的是 A．中子数为20的K原子： B．N原子能级电子云轮廓图： C．结构示意图： D．基态C原子的电子排布图： 【变式4-1】（24-25高三下·广东广州·阶段练习）下列化学用语或图示表达正确的是 A．HClO的电子式： B．铝原子最高能级的电子云轮廓图： C．H2O的空间结构为 D．基态碳原子的轨道表示式： 【变式4-2】下列化学用语不正确的是 A．总共含有3个能级的能层符号：M B．中子数为20的氯原子： C．基态原子最高能级电子云轮廓图： D．的结构示意图： 【变式4-3】下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是 A． B． C． D． 题型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_______。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_______时针和_______时针两种取向。常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相_______的电子。 注：①_______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_______的运动状态，电子能量与_______、能级有关，电子运动的空间范围与_______轨道有关 ③一个原子中_______能存在运动状态完全相同的2个电子。 2、泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳_______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）。 3、电子排布的轨道表示式 （1）含义：轨道表示式(又称_______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：基态原子中，填入_______轨道的电子总是先单独分占，且自旋_______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_____不同轨道，剩余的电子再以自旋_____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____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能量最_______的原子轨道，使整个原子的能量最_______，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、_______规则和能量最低原理。 【典例5】（24-25高二下·广东广州·月考）下列说法或有关化学用语的表达错误的是 A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．Cu的价层电子：3d104s1 C．电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D．违反了泡利原理 【变式5-1】（24-25高二下·广东·期中）下列氮原子的轨道表示式中，能量最低的是 A． B． C． D． 【变式5-2】（24-25高二下·广东深圳·期中）下列钴原子的价层电子轨道表示式中，不符合洪特规则的是 A． B． C． D． 【变式5-3】下列说法中正确的是 A．最外层电子数为2的元素一定位于s区 B．2p和3p轨道形状均为哑铃形 C．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理 D．B原子由时，由基态转化为激发态，形成发射光谱 题型06 基态原子核外电子排布的综合应用 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 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： 【典例6】（24-25高二下·广东江门·期末）飞向太空的运载火箭发动机以偏二甲肼和液态为主要燃料，发生的反应为：。下列有关说法正确的是 A．C、N、O的第一电离能依次升高 B．基态碳原子价层电子的轨道表示式为： C．偏二甲肼结构中所有原子最外层均满足8电子稳定结构 D．基态O原子有2个未成对电子 【变式6-1】（24-25高二下·广东佛山·阶段练习）溴是卤族元素，下列说法正确的有 ① Br位于第四周期族                       ② Br原子结构示意图︰ ③基态Br原子中有35种不同运动状态的电子               ④基态Br原子中电子占据18个原子轨道    ⑤基态 Br原子中电子占据的最高能级符号是4p               ⑥基态Br原子的简化电子排布式为：[Ar]4s24p5 A．3项 B．4项 C．5项 D．6项 【变式6-2】（24-25高二下·广东中山·阶段练习）下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是 元素 A B C D E 最低化合价 -4 -2 -1 -2 -1 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0 A．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子 C．元素B、C之间不可能形成化合物 D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应 【变式6-3】扑热息痛又叫对乙酰氨基酚(结构如图所示)，是重要的解热镇痛药，下列说法正确的是 A．核电荷数： B．基态碳原子的简化电子排布式为 C．对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构 D．某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为，则该轨道表示式违背了能量最低原理 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $