第1章 第1节 第2课时 构造原理与电子排布式（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版）

本讲义聚焦“构造原理与电子排布式”核心知识点，先系统梳理原子核外电子能级高低顺序、构造原理及能级交错现象，再深入讲解电子排布式的书写规则、简化形式及价层电子排布，构建“原理理解-排布书写-实例应用”的学习支架。 资料设计融入“思考”“教材挖掘”等互动环节，引导学生基于事实进行证据推理，培养科学思维。通过正误判断、高考改编题等多样化练习，助力学生掌握知识，体现科学探究与实践素养。课中辅助教师引导学生主动探究，课后学生可借助归纳总结和习题巩固知识，有效查漏补缺。

第2课时　构造原理与电子排布式 学习目标 1.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。 2.知道1～36号元素基态原子核外电子的排布，了解最外层电子排布和价层电子的含义。 知识点一　构造原理 1.构造原理 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 【思考】　根据构造原理分析，3p能级电子填满以后，增加的电子应该先填充的能级是3d还是4s？ 提示：先填充4s能级。 3.能级交错 （1）含义 当出现d能级时，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。电子是按3p→　4s→3d　的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 （2）依据 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。 4.构造原理的实质 构造原理中的能级顺序，其实质是各能级能量由低到高的顺序。绝大多数原子核外电子的填充顺序符合构造原理中的能级顺序。 【教材挖掘】 教材中描述“电子填满了一个能级，开始填入下一个能级”。某元素基态原子最外层的4s能级有电子填充，则其3d能级也一定有电子填充。这种说法是否正确？ 提示：不正确。根据构造原理，多电子原子核外电子应先填充4s能级，再填充3d能级。如K、Ca基态原子4s能级有电子，但3d能级没有填充电子。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）能层越大，能级的能量越高。（　×　） （2）能量关系为E（5p）＞E（4f）。（　×　） （3）原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d。（　√　） （4）构造原理中的电子能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序。（　√　） 2.电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是（　　） A.ns　 　B.np　 　C.（n－1）d　 　D.（n－2）f 解析：B　根据原子中上述能级的能量高低顺序：ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np，所以最后一个排布的应是能量最高的能级，应为np能级。 3.（2025·福州高二期末）若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是（　　） A.E（3s）＞E（2s）＞E（1s） B.E（5s）＞E（4d）＞E（4p） C.E（4f）＞E（4s）＞E（4d） D.E（5s）＞E（4s）＞E（5f） 解析：A　B项，按照构造原理，应为E（4d）＞E（5s）＞E（4p）；C项，应为E（4f）＞E（4d）＞E（4s）；D项，应为E（5f）＞E（5s）＞E（4s）。 归纳总结 能量高低顺序归纳 （1）同一能层：E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf）。 （2）不同能层相同能级：E（1s）＜E（2s）＜E（3s）＜E（4s）。 （3）能层和能级均不相同：E（ns）＜E[（n－2）f]＜E[（n－1）d]＜E（np）。 知识点二　电子排布式 1.电子排布式 （1）含义 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的　右上　角，并按照　能层　从左到右的顺序排列。 （2）表示方法 如基态氮原子的电子排布式为： 2.电子排布式的书写 （1）简单基态原子的电子排布式 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如： 6C： 　1s22s22p2　； 10Ne： 　1s22s22p6　； 17Cl： 　1s22s22p63s23p5　； 19K： 　1s22s22p63s23p64s1　。 （2）复杂原子的电子排布式 对于较复杂原子的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到一起。 如26Fe，先排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一能层的能级排到一起，即基态Fe原子的电子排布式为　1s22s22p63s23p63d64s2　。 （3）简化电子排布式 如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。再如Ti的简化电子排布式为　[Ar]3d24s2　。 （4）价层电子排布 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）。例如Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，价层电子排布为　3d64s2　，如Cl的简化电子排布式为[Ne]3s23p5，则其价层电子排布为　3s23p5　。通常，元素周期表只给出价层电子排布。 （5）特殊原子的电子排布式 当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定（类似情况有Cr、Cu等）。以基态24Cr原子的电子排布式的书写为例： 同理可得基态29Cu原子的电子排布式为　1s22s22p63s23p63d104s1　。 【思考】　（1）分别写出基态Cr原子、Cu原子的价层电子排布式。 提示： 3d54s1和3d104s1。 （2）写出基态Cu原子失去一个电子后变成的基态Cu＋的简化电子排布式。 提示：[Ar]3d10。原子失电子时的顺序与电子填充顺序不完全相同，失去电子时先失最外层电子，所以基态Cu＋的简化电子排布式是[Ar]3d10。 1.下列各基态原子或离子的电子排布式错误的是（　　） A.Mg2＋　1s22s22p6 B.Br　1s22s22p63s23p63d104s24p5 C.O2－　1s22s22p6 D.Cr　1s22s22p63s23p63d44s2 解析：D　A项，基态Mg原子的电子式排布式为1s22s22p63s2，基态Mg2＋的电子排布式为1s22s22p6，正确；B项，基态Br原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，正确；C项，基态O原子的电子排布式为1s22s22p4，基态O2－的电子排布式为1s22s22p6，正确；D项，基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，错误。 2.“鸟巢”使用钒氮合金钢，具有高强度、高性能的特点，钒原子（23V）的价层电子排布为（　　） A.3d5 B.3d34s2 C.3d44s1 D.3d54s2 解析：B　V是23号元素，根据构造原理可知，基态V原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，其价层电子排布是3d34s2，选B。 3.写出下列原子的电子排布式。 （1）基态Cl原子的电子排布式是1s22s22p63s23p5（或[Ne]3s23p5）。 （2）基态Ge原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2）。 （3）基态As原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）。 （4）基态P原子的电子排布式是1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）。 4.按照要求书写下列电子排布式。 （1）（教材改编题）基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1（或[Ar]4s1），其电子占据的最高能层的符号为N。 （2）镓（Ga）的原子序数为31，基态Ga原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1。 （3）（2023·浙江6月选考）氮的化合物种类繁多，应用广泛。基态N原子的价层电子排布式是2s22p3。 （4）（2023·北京高考节选）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根（S2）可看作是S中的一个O原子被S原子取代的产物。基态S原子价层电子排布式是3s23p4。 解析：（1）根据构造原理书写电子排布式，最高能层为N层。（2）镓（Ga）的原子序数为31，基态Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1。（3）基态N原子电子排布式为1s22s22p3，其价层电子排布式是2s22p3。（4）基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其价层电子排布式为3s23p4。 归纳总结 1.价层电子排布式的书写流程 2.简单离子电子排布式的书写 （1）先写出相应原子的电子排布式。 （2）由原子的电子排布式改写成离子的电子排布式，其中，失去的是最高能层能级上的电子，得到的电子排布在最高能层的能级上。 1.根据构造原理，多电子原子中，3s、3d、4p能级的电子能量由低到高的顺序为（　　） A.3s＜3d＜4p B.3s＞3d＞4p C.3s＜4p＜3d D.无法确定 解析：A　根据构造原理，多电子原子中，3s、3d、4p能级的电子能量由低到高的顺序为3s＜3d＜4p，选A。 2.（2025·海南文昌中学高二段考）下列原子的电子排布式能表示基态原子的电子排布式的是（　　） A.[Ne]3s13p3 B.[Ar]3d64s1 C.[Ar]3d64s2 D.[Ar]3d5 解析：C　A项，该原子基态电子排布式为[Ne]3s23p2，不符合题意；B项，该原子基态电子排布式为[Ar]3d54s2，不符合题意；D项，该原子基态电子排布式为[Ar]3d34s2，不符合题意。 3.（教材改编题）下列电子排布式书写正确的是（　　） A.21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3 B.Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2 C.Cu原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2 D.K＋的电子排布式：[Ne]3s23p6 解析：D　21号Sc元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，A错误；Ca原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2，B错误；Cu原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1，C错误；K是19号元素，K＋核外有18个电子，电子排布式为[Ne]3s23p6，D正确。 4.（1）某元素的原子序数为33，则 ①此元素原子的核外电子总数是33； ②有4个电子层，8个能级； ③该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。 （2）写出下列基态原子或离子的电子排布式。 ①S：1s22s22p63s23p4； ②Ca2＋：1s22s22p63s23p6； ③Cl－：1s22s22p63s23p6。 （3）某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。 ①该元素原子中共有25个电子； ②该元素原子核外有4个能层； ③该元素原子M能层共有13个电子。 解析：（1）核电荷数＝原子序数＝核外电子数，故此原子的核外电子数为33；依据构造原理，能量由低到高的顺序为E（4s）＜E（3d）＜E（4p），则此元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。（2）书写离子的电子排布式时，先书写基态原子的电子排布式，再根据得失电子数推理写出基态离子电子排布式。（3）从电子排布式看，各能级的电子数之和为25，该原子最高能级为4s能级，故有4个能层，M层电子排布为3s23p63d5，故该能层电子数为13。 题组一　构造原理 1.（2025·贵阳一中高二期中）下列各项中，前面的能级先填入电子的是（　　） ①3d和4s　②4p和5s　③5s和4d　④5p和4d A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 解析：B　根据构造原理可知，电子填入能级的顺序为……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……从而可以看出②③中前面的能级先填入电子，选B。 2.（苏教版习题）某基态原子的第4电子层有3个电子，则第3电子层的电子数有（　　） A.2个 B.8个 C.10个 D.18个 解析：D　某基态原子的第4电子层有3个电子，则第4能层上电子的排布式为4s24p1，根据构造原理可知，第3能层s、p、d能级充满电子，即第3能层电子排布式为3s23p63d10，共18个电子。 3.下列有关构造原理的说法中，错误的是（　　） A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.构造原理中的电子排布能级顺序，是各能级能量由低到高的顺序 解析：C　基态Cr、Cu等原子的核外电子排布不遵循构造原理。 4.下列说法正确的是（　　） ①构造原理是随核电荷数递增，电子总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的　②电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的　③如果25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理 A.①② B.②③ C.② D.①③ 解析：B　按照构造原理，核外电子排布中存在能级交错，①错误。 题组二　电子排布式 5.（2025·金华十校联考）下列电子排布式中，原子处于激发态的是（　　） A.1s22s22p5 B.1s22s22p43s2 C.1s22s22p63s23p63d54s2 D.1s22s22p63s23p63d34s2 解析：B　1s22s22p43s2的2p能级没有充满，而电子填充到了能量更高的3s能级，原子能量较高，处于激发态，选B。 6.（2025·天津南开区高二期末）下列各基态原子的简化电子排布式错误的是（　　） A.Cr　[Ar]3d54s1 B.Br　[Ar]4s24p5 C.Cu　[Ar]3d104s1 D.Si　[Ne]3s23p2 解析：B　Cr为24号元素，简化电子排布式为[Ar]3d54s1，A正确； Br为35号元素，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，B错误；Cu为29号元素，简化电子排布式为[Ar]3d104s1，C正确； Si为14号元素，简化电子排布式为[Ne]3s23p2，D正确。 7.（2025·深圳高二月考）M－的最外层电子排布式为3s23p6，下列说法中正确的是（　　） A.M可能为稀有气体元素 B.基态M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1 C.基态M原子的价层电子排布为3p5 D.M原子的最外层电子数为7 解析：D　M－的最外层电子排布式为3s23p6，则M－是Cl－，M是氯元素，不是稀有气体元素，A错误；基态M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，价层电子排布为3s23p5，B、C错误；氯原子的最外层电子排布式为3s23p5，有7个电子，D正确。 8.下列每组中的两个微粒，其基态原子或离子的电子排布式不相同的是（　　） A.12C和13C B.Na＋和N3－ C.Cl－和Ar D.Fe3＋和V 解析：D　12C和13C核外电子数相同，电子排布式相同，A不符合题意；Na＋和N3－的电子排布式均为1s22s22p6，B不符合题意；Cl－和Ar的电子排布式均为1s22s22p63s23p6，C不符合题意；Fe3＋和V核外均有23个电子，但是二者电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d5、1s22s22p63s23p63d34s2，D符合题意。 9.下列各组指定的元素，不能由单质间通过化合反应形成AB2型化合物的是（　　） A.[He]2s22p2和[He]2s22p4 B.[Ne]3s23p4和[He]2s22p4 C.[Ne]3s2和[He]2s22p5 D.[Ar]3d64s2和[Ne]3s23p4 解析：D　[He]2s22p2是C，[He]2s22p4是O，二者可由单质直接化合形成AB2型化合物CO2；[Ne]3s23p4是S，[He]2s22p4是O，二者可通过单质化合反应形成AB2型化合物SO2；[Ne]3s2是Mg，[He]2s22p5是F，二者可通过单质化合形成AB2型化合物MgF2；[Ar]3d64s2是Fe，[Ne]3s23p4是S，Fe与S在加热时可发生化合反应产生FeS，不能形成AB2型化合物。 10.（2025·湖北高中联盟高二期中）某元素基态原子3d能级上有10个电子，则该基态原子价层电子排布不可能是（　　） A.3d104s1 B.3d104s2 C.3s23p6 D.4s24p2 解析：C　若价层电子排布为3d104s1，该原子为29号元素Cu，电子排布式为[Ar]3d104s1；若价层电子排布为3d104s2，该原子为30号元素Zn，电子排布式为[Ar]3d104s2；若价层电子排布为4s24p2，该原子为32号元素Ge，电子排布式为[Ar]3d104s24p2；若价层电子排布为3s23p6，该原子为18号元素Ar，电子排布式为1s22s22p63s23p6，3d能级上没有电子，C错误。 11.（2025·哈尔滨高二期中）下列说法错误的是（　　） A.根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p…… B.1s22s12p1是激发态Be原子的电子排布式 C.基态溴原子的简化电子排布式是[Ar]3d104s24p5 D.Mg的价层电子排布式为3s2 解析：A　根据构造原理原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……，A错误；1s22s2为基态Be原子，1s22s12p1为激发态Be原子，B正确；基态溴原子的核外有35个电子，分4层排布，基态溴原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，C正确；Mg原子的核外电子数为12，价层电子排布式为3s2，D正确。 12.（2025·天津河西区高二期末）X、Y、Z为三种主族元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p2和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是（　　） A.XYZ3 B.XYZ4 C.X2YZ3 D.X3YZ4 解析：C　X、Y、Z为三种主族元素的原子，X最外层电子排布为ns1，则X常见化合价为＋1价，Y最外层电子排布为3s23p2，Y是Si元素，常见化合价为＋4价，Z最外层电子排布为2s22p4，Z为O元素，常见化合价为－2价。根据上述分析，化学式为XYZ3、XYZ4、X3YZ4时，均不符合化合物中元素化合价代数和为零的规律，A、B、D项错误；当化学式为X2YZ3时，符合化合物中元素化合价代数和为零的规律，化合物X2YZ3存在，这三种元素组成的化合物的化学式可以是H2SiO3、Na2SiO3等，C项正确。 13.下列各组表述中，两个微粒一定属于同种元素原子的是（　　） A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子 B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子 C.最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为ns2np5的原子 D.2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p1的原子 解析：A　3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子都是指Si原子，A正确；M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子是Fe原子，B错误；最外层电子数是核外电子总数的的原子是Br，Br原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，价电子排布式为ns2np5的是ⅦA族的元素，不一定是溴，C错误；2p能级有一个未成对电子的基态原子可能是B或F，价电子排布为2s22p1的原子是B、D错误。 14.（教材改编题）A、B、C、D代表4种元素。请填空： （1）A元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝2，原子中能量最高的是2p电子。 （2）B元素的－1价离子和C元素的＋1价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为Cl，C的元素符号为K，基态B原子的价层电子排布式为3s23p5。 （3）D元素基态原子的M层全充满，N层只有一个电子，D的元素符号为Cu，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 解析：（1）s能级最多只能容纳2个电子，s能级排满之后电子才会填入下一能级，故n＝2，所以A基态原子最外层电子排布式为2s22p3，A是N元素；根据构造原理可知氮原子核外电子中2p电子能量最高。（2）B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号Cl元素，C为19号K元素，基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，价层电子排布式为3s23p5。（3）由题意可知基态D原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。 15.（2025·成都高二检测）A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C为同周期元素，C、D为同主族元素。A元素原子的结构示意图为，B元素原子是同周期除稀有气体元素原子外半径最大的元素原子，C元素原子的M层p能级上有3个电子，E元素原子的价层电子排布为3d64s2。回答下列问题： （1）A为Si（填元素符号，下同），其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2（或[Ne]3s23p2）。 （2）B为Na，其基态原子的简化电子排布式为[Ne]3s1。 （3）C为P，其基态原子的价层电子排布为3s23p3。 （4）D为N。 （5）E为Fe，其原子结构示意图为。 解析：（1）A、B、C、D是四种短周期元素，A元素原子的结构示意图为，则x＝2，故A为Si元素。（2）A、B、C为同周期元素，即均处于第三周期，B元素原子是同周期除稀有气体元素原子外半径最大的元素原子，则B为Na元素。（3）C元素原子M层p能级上有3个电子，则其价层电子排布为3s23p3，C为P元素。（4）因C、D为同主族元素，D为N元素。（5）E是过渡元素，其原子的价层电子排布为3d64s2，E为Fe元素。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $