1.1 原子结构（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

1.1 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表示方法 题型07 基态元素原子中未成对电子的判断 题型01 能层与能级 能层与能级 1.能层(n)(即电子层) 原子核外的电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层(电子层)。由里向外，分别用字母：K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层。各能层最多容纳的电子数为2n2；在同一个原子中，离核越近，电子能量越低 2.能级 同一能层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。不同能层的能级表示方法是在该能级符号前面加能层序号，如第3层的各能级表示为3s、3p、3d 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… …… …… 轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 能级最多 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …… …… …… 能层最多 电子数 2 8 18 32 …… …… 2n2 【归纳总结】 ①任一能层的能级总是从s能级开始，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… ②能级数目＝能层序数(第一层有1个能级，第二层有2个能级，第三能层有3个能级) ③s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍 ④不同能层之间，符号相同的能级容纳的电子数相同，如：1s、2s、3s、4s均容纳2个电子 ⑤不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高，如：1s<2s<3s<4s…… 【典例1】（23-24·高二下·黑龙江大庆实验中学·期中）下列有关原子结构的叙述正确的是 A．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于该能层序数 B．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的基态时，将吸收能量 C．基态原子的电子能量高低顺序为 D．原子核外的电子云是核外电子运动后留下的痕迹 【变式1-1】（23-24·高二上·辽宁葫芦岛·质量监测）下列说法不正确的是 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．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 C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形 D．能层含有的原子轨道数为(n为能层序数) 【变式1-2】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 D．1s22s22p63s23p63d24s2为基态Ti原子的核外电子排布式，不是轨道表示式，D错误； 【变式1-3】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期中）下列有关原子结构与性质的叙述中，不正确的是 A．原子轨道和电子云可用来形象地描述电子的运动状态 B．电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱 C．、、轨道相互平行、能量相等 D．3p和4p轨道形状均为哑铃形 题型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 基态原子激发态原子 2.光谱 ①光谱的成因及分类：不同元素的原子发生跃迁时会吸收能量(基态→激发态)或释放能量(激发态→基态)，从而吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素，这些光谱总称原子光谱 ②光谱分析：不同元素的原子光谱都是特定的，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 a．利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素，如：科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量 b．光谱仪可以测量物质发射或吸收光波的波长，拍摄各种光谱图，光谱图就像“指纹”辨认一样，可以辨别形成光谱的元素 3.焰色反应为发射光谱 【典例2】（24-25·高二上·辽宁锦州·期末）下列说法正确的是 A．激发态硼原子核外电子运动状态有3种 B．光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 C．基态原子的2s电子的能量较高，其一定在比1s电子离核更远的区域运动 D．日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关 【变式2-1】（23-24·高二下·黑龙江绥化绥棱县第一中学·开学）下列有关说法中正确的是 A．电子易从跃迁到上 B．电子只有获得能量后才能发生跃迁 C．核外电子排布式为的碳原子能产生发射光谱 D．灼烧含钠元素物质时，产生黄光过程中相应电子的能量会升高 【变式2-2】（24-25·高二上·辽宁五校联考·期末）科技推动社会进步，创造美好生活。下列有关解读错误的是 A．“天舟七号”为中国空间站送去推进剂氙(Xe)气，基态Xe原子价层电子排布式为 B．南京大学一团队合成出了一种新型锂氧电池电催化剂FeCoNiMnPtIr，催化剂中所含元素Fe Co Ni Mn位于第四周期 C．“东风夜放花千树，更吹落，星如雨”，烟花的颜色是金属元素的焰色，属于吸收光谱 D．二氧化钛被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料，制备纳米粉的反应为 【变式2-3】（23-24·高二下·辽宁铁岭调兵山第二高级中学·开学）下列图中所发生的现象与电子跃迁无关的是 A．节日里燃放的烟花 B．五彩的霓虹广告灯 C．蜡烛燃烧 D．平面镜成像 A．A B．B C．C D．D 题型03 构造原理与电子排布式 构造原理——电子的填充顺序 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 【典例3】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列关于原子结构的说法不正确的是 A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【变式3-1】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期末）下列说法正确的是 A．原子的核外电子排布式是： B．、、轨道能量不相同 C．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为 D．最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素 【变式3-2】（23-24·高二上·黑龙江绥化绥棱县第一中学·月考）下列由事实得出的推断结论错误的是 选项 事实 推断结论 A 价电子排布为 该元素不一定是第Ⅱ A族元素 B X元素的价电子排布为 X的最高正化合价为＋5 C Cu原子有29个电子 Cu核外有29个不同运动状态的电子 D 第Ⅰ A族基态原子最外层电子数都是1 基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ A族 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】（22-23·高二下·内蒙古通辽实验中学·月考）下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是 A．电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子 B．1s22s12px22py22pz1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布 C．不符合泡利原理 D．基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p6d94s2 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云：原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散 2.原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 【注意】 ①能层序数越大，原子轨道的半径越大 ②p能级有3个原子轨道，互相垂直，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同 ③原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 【典例4】（23-24·高二下·辽宁朝阳建平县高级中学·期中）下列说法正确的是 A．s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．p电子的电子云轮廓图可表示为 D．表示的电子排布图为 【变式4-1】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期末）下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是 A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目多 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子在球壳上运动 C．所有原子的任一能层的s电子云轮廓图都是一个球形，并且球的半径大小相同 D．基态氯原子核外电子占有9个原子轨道 【变式4-2】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 【变式4-3】（24-25·高二上·辽宁沈阳第一二0中学·第三次质量监测）下列化学用语表示或说法正确的是 A．中σ键的电子云轮廓图： B．基态硼原子的轨道表示式： C．基态原子轨道表示式：违背了泡利原理 D．基态铍原子最外层的电子云轮廓图： 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 排布情况遵循以下三个规则 a．能量最低原理：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 b．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且这两个电子自旋方向必须相反，任何一个原子里 绝不会出现运动状态完全相同的电子。如：2s轨道上的电子排布为，不能表示为 c．洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，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 【典例5】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列关于原子结构的说法不正确的是 A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【变式5-1】（22-23·高二下·黑龙江齐齐哈尔恒昌中学校·月考）下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态原子核外的电子排布式： 错误，违反了洪特规则 B 基态原子的轨道表示式 错误，违反了泡利不相容原理 C 基态原子的外围电子轨道表示式 正确 D 基态原子电子排布式 正确 A．A B．B C．C D．D D．根据能量最低原理可知该基态原子的电子排布式应为，D错误； 【变式5-2】（23-24·高二下·吉林部分名校·期中联考）下列有关原子核外电子排布的说法错误的是 A．的电子排布式写成，违反了能量最低原理 B．基态：的电子排布式写成，是正确的 C．O原子的电子轨道表示式写成，违反了泡利不相容原理 D．Si原子的价电子轨道表示式写成，违反了洪特规则 【变式5-3】（24-25·高二上·辽宁沈阳五校协作体·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 题型06 基态原子核外电子排布的表示方法 1.基态原子的电子排布式：将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子 (电子排布式遵循构造原理的，但书写时必须按照电子层的顺序排列) 2.简化的电子排布式：将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式 实例 氮 钠 铁 铬 电子排布式 1s22s22p3 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d54s1 简化的电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s1 [Ar]3d64s2 [Ar]3d54s1 【注意】 a．Fe的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，简化的电子排布式为：[Ar]3d64s2；方括号里的符号的意义是该元素上一个周期的惰性气体电子排布式的结构，称为“原子实” b．相对稳定的状态：能量相同的原子在全充满(p6、d10、f14)或半充满(p3、d5、f7)时，体系的能量较低，原子较稳定，如：24Cr存在半充满1s22s22p63s23p63d54s1 ，29Cu存在全充满 1s22s22p63s23p63d104s1 3.离子的电子排布式书写：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上 实例 Fe2＋ Fe3＋ O2－ 电子排布式 [Ar]3d6 [Ar]3d5 1s22s22p6 4.外围电子排布式(价电子排布)：将简化电子排布式中的稀有气体和中括号去掉得到的即为外围电子排布式，也叫价电子排布 实例 氮 钠 钙 铁 铜 简化电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s1 [Ar]4s2 [Ar]3d64s2 [Ar]3d104s1 外围电子排布式 2s22p3 3s1 4s2 3d64s2 3d104s1 规律 a．主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子 b．过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子 【典例6】（24-25·高二上·辽宁沈阳五校协作体·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： 【变式6-1】（24-25·高二上·吉林长春外国语学校·期末）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 【变式6-2】（23-24·高三上·辽宁县级重点高中协作体·期末）已知反应，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．氯原子的结构示意图： B．基态Fe²⁺的价层电子轨道表示式： C．基态铜原子的电子排布式： D．反应中每生成1 mol ，转移的电子数为 【变式6-3】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）已知元素X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的元素，其原子结构相关信息如下： ①X的基态原子核外有3个未成对电子，且电子占据的最高能级为2p。 ②Y与X位于不同周期，且Y的基态原子中，s能级电子数等于p能级电子数。 ③Z的基态原子失去3个电子后3d轨道半充满。 ④W的基态原子最外层只有1个电子，且内层轨道全部充满。 根据以上信息回答下列问题： (1)X的基态原子核外电子排布式为 ，其轨道表示式中，空间运动状态不同的电子有 种。 (2)Y的基态原子核外电子占据的最高能级的原子轨道的形状为 。 (3)Z的基态原子中，未成对电子数为 ，该元素的符号为 。 (4)W的基态原子核外有 种不同能量的电子，其价层电子轨道表示式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 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表示方法 题型07 基态元素原子中未成对电子的判断 题型01 能层与能级 能层与能级 1.能层(n)(即电子层) 原子核外的电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层(电子层)。由里向外，分别用字母：K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层。各能层最多容纳的电子数为2n2；在同一个原子中，离核越近，电子能量越低 2.能级 同一能层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。不同能层的能级表示方法是在该能级符号前面加能层序号，如第3层的各能级表示为3s、3p、3d 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… …… …… 轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 能级最多 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …… …… …… 能层最多 电子数 2 8 18 32 …… …… 2n2 【归纳总结】 ①任一能层的能级总是从s能级开始，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… ②能级数目＝能层序数(第一层有1个能级，第二层有2个能级，第三能层有3个能级) ③s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍 ④不同能层之间，符号相同的能级容纳的电子数相同，如：1s、2s、3s、4s均容纳2个电子 ⑤不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高，如：1s<2s<3s<4s…… 【典例1】（23-24·高二下·黑龙江大庆实验中学·期中）下列有关原子结构的叙述正确的是 A．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于该能层序数 B．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的基态时，将吸收能量 C．基态原子的电子能量高低顺序为 D．原子核外的电子云是核外电子运动后留下的痕迹 【答案】A 【详解】A．任一能层的能级总是从s能级开始，且能级数等于该能层序数，符合原子核外能级分布，A正确； B．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的基态时会释放出大量的能量，这些能量主要以光的形式释放出来得到原子光谱，B错误； C．同能级的几个原子轨道能量相等，即E(2px)<E(2py)<E(2pz)，C错误； D．电子云就是用小黑点疏密来表示核外空间各处电子出现概率大小的一种图形，D错误； 本题选A。 【变式1-1】（23-24·高二上·辽宁葫芦岛·质量监测）下列说法不正确的是 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．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 C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形 D．能层含有的原子轨道数为(n为能层序数) 【答案】B 【详解】A．s轨道的空间形状为球形，2s轨道的半径大于1s轨道，从空间上看，2s轨道包含了1s轨道，A正确； B．M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量，填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级，B错误； C．2p、3p、4p轨道都属于p轨道，形状均为哑铃形，C正确； D．各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子，所以各能层含有的原子轨道数为n2，D正确； 【变式1-2】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 【答案】A 【详解】A．Al原子的基态电子排布为 1s22s22p63s23p1，最高能级是 3p ，电子云轮廓为哑铃形，A正确； B．在电子云图中，小黑点表示电子在核外空间中出现的概率，B错误； C．含有3个能级的能层符号是M，C错误； D．1s22s22p63s23p63d24s2为基态Ti原子的核外电子排布式，不是轨道表示式，D错误； 【变式1-3】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期中）下列有关原子结构与性质的叙述中，不正确的是 A．原子轨道和电子云可用来形象地描述电子的运动状态 B．电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱 C．、、轨道相互平行、能量相等 D．3p和4p轨道形状均为哑铃形 【答案】C 【详解】A．原子轨道和电子云可用来形象地描述电子的运动状态，A正确； B．电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱，B正确； C．、、轨道相互垂直、能量相等，C错误； D．3p和4p轨道形状均为哑铃形，D正确； 题型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 基态原子激发态原子 2.光谱 ①光谱的成因及分类：不同元素的原子发生跃迁时会吸收能量(基态→激发态)或释放能量(激发态→基态)，从而吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素，这些光谱总称原子光谱 ②光谱分析：不同元素的原子光谱都是特定的，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 a．利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素，如：科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量 b．光谱仪可以测量物质发射或吸收光波的波长，拍摄各种光谱图，光谱图就像“指纹”辨认一样，可以辨别形成光谱的元素 3.焰色反应为发射光谱 【典例2】（24-25·高二上·辽宁锦州·期末）下列说法正确的是 A．激发态硼原子核外电子运动状态有3种 B．光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 C．基态原子的2s电子的能量较高，其一定在比1s电子离核更远的区域运动 D．日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关 【答案】B 【详解】A．硼为5号元素，原子核外有5个电子，激发态硼原子核外电子运动状态有5种，A错误； B．‌光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴别物质及确定其化学组成和相对含量的方法，B正确； C．能级和能层只是表示电子在该处出现的概率大小，并不代表电子运动的位置，故基态原子的2s电子的能量较高，不一定在比1s电子离核更远的区域运动，C错误； D．日常生活中我们看到的许多可见光，如焰火、LED灯、激光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D错误； 【变式2-1】（23-24·高二下·黑龙江绥化绥棱县第一中学·开学）下列有关说法中正确的是 A．电子易从跃迁到上 B．电子只有获得能量后才能发生跃迁 C．核外电子排布式为的碳原子能产生发射光谱 D．灼烧含钠元素物质时，产生黄光过程中相应电子的能量会升高 【答案】C 【详解】A．电子容易在能量相近的不同能级之间产生跃迁，，电子不易从跃迁到上，A错误； B．电子由激发态跃迁到基态释放能量，B错误； C．该碳原子有处于激发态的电子，转化为基态原子的电子时，能产生发射光谱，C正确； D．钠元素产生黄光时电子会释放能量，使电子的能量降低，D错误； 答案选C。 【变式2-2】（24-25·高二上·辽宁五校联考·期末）科技推动社会进步，创造美好生活。下列有关解读错误的是 A．“天舟七号”为中国空间站送去推进剂氙(Xe)气，基态Xe原子价层电子排布式为 B．南京大学一团队合成出了一种新型锂氧电池电催化剂FeCoNiMnPtIr，催化剂中所含元素Fe Co Ni Mn位于第四周期 C．“东风夜放花千树，更吹落，星如雨”，烟花的颜色是金属元素的焰色，属于吸收光谱 D．二氧化钛被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料，制备纳米粉的反应为 【答案】C 【详解】A．Xe属于稀有气体，位于元素周期表第5周期0族，则基态Xe原子价层电子排布式为5s25p6，A正确； B．新型锂氧电池电催化剂中，Fe、Co、Ni、Mn位于第四周期，B正确； C．烟花的颜色是金属元素的焰色，金属原子的电子吸收能量后激发，激发态不稳定，电子从激发态跃迁回到较低的激发态或基态的过程中以光能的形式释放能量，属于发射光谱，C错误； D．工业上采用水解反应制备，反应方程式：，D正确； 故选：C。 【变式2-3】（23-24·高二下·辽宁铁岭调兵山第二高级中学·开学）下列图中所发生的现象与电子跃迁无关的是 A．节日里燃放的烟花 B．五彩的霓虹广告灯 C．蜡烛燃烧 D．平面镜成像 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】平面镜成像是光线反射的结果，与电子跃迁无关；霓虹灯广告、燃烧蜡烛、节日里燃放的焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关；故选D。 题型03 构造原理与电子排布式 构造原理——电子的填充顺序 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 【典例3】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列关于原子结构的说法不正确的是 A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【答案】B 【详解】A．基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，而非 [Ar]3d44s2，原因是3d轨道半满时体系能量更低，更稳定，遵循能量最低原理，A正确； B．光是电子跃迁释放能量的重要形式，B错误； C．洪特规则是指在基态原子中，当电子填充能量相等的简并轨道时，优先以自旋平行方式分占不同轨道，基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则，C正确； D．泡利不相容原理是指在基态原子中，指每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，3p能级含有3个轨道，最多容纳6个电子，基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理，D正确； 【变式3-1】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期末）下列说法正确的是 A．原子的核外电子排布式是： B．、、轨道能量不相同 C．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为 D．最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素 【答案】C 【详解】A．铜元素的原子序数为29，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故A错误； B．、、为简并轨道，轨道能量相同，但轨道的伸展方向不同，故B错误； C．由能量最低原理可知，原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，故C正确； D．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如基态原子的最外层电子排布式为1s2的氦元素为非金属元素，故D错误； 【变式3-2】（23-24·高二上·黑龙江绥化绥棱县第一中学·月考）下列由事实得出的推断结论错误的是 选项 事实 推断结论 A 价电子排布为 该元素不一定是第Ⅱ A族元素 B X元素的价电子排布为 X的最高正化合价为＋5 C Cu原子有29个电子 Cu核外有29个不同运动状态的电子 D 第Ⅰ A族基态原子最外层电子数都是1 基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ A族 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．He的价电子排布为，不属于第Ⅱ A族元素，A项正确； B．价电子排布为的元素为第Ⅴ A元素，元素的最高正化合价为＋5价，B项正确； C．原子核外没有运动状态完全相同的电子，C项正确； D．基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ B族，D项不正确。 【变式3-3】（22-23·高二下·内蒙古通辽实验中学·月考）下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是 A．电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子 B．1s22s12px22py22pz1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布 C．不符合泡利原理 D．基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p6d94s2 【答案】C 【分析】洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时①电子尽可能分占不同的原子轨道，②自旋状态相同，③全空、全满或半满时能量最低。 泡利原理是指在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。 【详解】A．该元素原子序数为24，3d轨道半充满稳定，电子排布式应该为[Ar]3d54s1，故A错误； B．1s22s12px22py22pz1没有违反洪特规则，违反能量最低原理，该电子排布应该是激发态电子排布，故B错误； C．2s轨道上的2个电子应该自旋方向相同，不符合泡利原理，故C正确； D．基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，故D错误； 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云：原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散 2.原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 【注意】 ①能层序数越大，原子轨道的半径越大 ②p能级有3个原子轨道，互相垂直，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同 ③原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 【典例4】（23-24·高二下·辽宁朝阳建平县高级中学·期中）下列说法正确的是 A．s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．p电子的电子云轮廓图可表示为 D．表示的电子排布图为 【答案】D 【详解】A．s电子云轮廓图呈球形，不代表电子绕核做圆周运动，故A错误； B．电子云图中的小黑点密度大，说明电子在该处出现的机率大，故B错误； C．p电子的电子云轮廓图呈哑铃形，故C错误； D．表示3d能级上有3个电子，原子轨道有5个，且电子排布图为，故D正确； 【变式4-1】（23-24·高二上·吉林长春吉大附中实验学校·期末）下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是 A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目多 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子在球壳上运动 C．所有原子的任一能层的s电子云轮廓图都是一个球形，并且球的半径大小相同 D．基态氯原子核外电子占有9个原子轨道 【答案】D 【来源】【详解】A．小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不表示电子数目，A错误； B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子不只在球壳内运动，还在球壳外运动，只是在球壳外运动概率较小，B错误； C．所有原子的任一能层的s电子云轮廓图都是一个球形，但是能层不同球的半径大小不同，C错误； D．基态氯原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5，核外电子占有9个原子轨道，D正确； 【变式4-2】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 【答案】A 【来源】【详解】A．Al原子的基态电子排布为 1s22s22p63s23p1，最高能级是 3p ，电子云轮廓为哑铃形，A正确； B．在电子云图中，小黑点表示电子在核外空间中出现的概率，B错误； C．含有3个能级的能层符号是M，C错误； D．1s22s22p63s23p63d24s2为基态Ti原子的核外电子排布式，不是轨道表示式，D错误； 【变式4-3】（24-25·高二上·辽宁沈阳第一二0中学·第三次质量监测）下列化学用语表示或说法正确的是 A．中σ键的电子云轮廓图： B．基态硼原子的轨道表示式： C．基态原子轨道表示式：违背了泡利原理 D．基态铍原子最外层的电子云轮廓图： 【答案】B 【来源】【详解】A．中H的1s轨道与Cl的1个3p轨道以头碰头的方式重叠形成σ键，电子云轮廓图为，故Ａ错误； B．Ｂ为５号元素，核外电子排布式为，基态硼原子的轨道表示式：，故Ｂ正确； C．该轨道表示式违背了洪特规则，故Ｃ错误； D．基态铍原子的排布式为，最外层电子轨道为，ｓ轨道的电子云轮廓图为球形，该选项电子云轮廓图为哑铃形，故D错误； 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 排布情况遵循以下三个规则 a．能量最低原理：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 b．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且这两个电子自旋方向必须相反，任何一个原子里 绝不会出现运动状态完全相同的电子。如：2s轨道上的电子排布为，不能表示为 c．洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，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 【典例5】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）下列关于原子结构的说法不正确的是 A．基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B．光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C．基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则 D．基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 【答案】B 【详解】A．基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，而非 [Ar]3d44s2，原因是3d轨道半满时体系能量更低，更稳定，遵循能量最低原理，A正确； B．光是电子跃迁释放能量的重要形式，B错误； C．洪特规则是指在基态原子中，当电子填充能量相等的简并轨道时，优先以自旋平行方式分占不同轨道，基态C原子的轨道表示式为，违反了洪特规则，C正确； D．泡利不相容原理是指在基态原子中，指每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，3p能级含有3个轨道，最多容纳6个电子，基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理，D正确； 【变式5-1】（22-23·高二下·黑龙江齐齐哈尔恒昌中学校·月考）下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态原子核外的电子排布式： 错误，违反了洪特规则 B 基态原子的轨道表示式 错误，违反了泡利不相容原理 C 基态原子的外围电子轨道表示式 正确 D 基态原子电子排布式 正确 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【来源】【详解】A．2p能级有3个轨道，2p能级有2个电子，电子应先单独分占2个轨道，且自旋方向相同，填充2个电子，违反了洪特规则，A正确； B．根据泡利不相容原理，每个轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，正确的为，B正确； C．基态S原子的外围电子排布式，轨道表示式，评价正确，C正确； D．根据能量最低原理可知该基态原子的电子排布式应为，D错误； 【变式5-2】（23-24·高二下·吉林部分名校·期中联考）下列有关原子核外电子排布的说法错误的是 A．的电子排布式写成，违反了能量最低原理 B．基态：的电子排布式写成，是正确的 C．O原子的电子轨道表示式写成，违反了泡利不相容原理 D．Si原子的价电子轨道表示式写成，违反了洪特规则 【答案】A 【详解】A．的电子排布式写成，违反了泡利不相容原理，A错误； B．24Cr的电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1，B正确； C．O原子的电子轨道表示式写成，违反了泡利不相容原理，同一轨道的2个电子，自旋方向相反，C正确； D．Si原子的价电子轨道表示式写成，违反了洪特规则，电子排布在能量相同的同一能级的不同轨道时，优先单独占据一个轨道，自旋方向相同，D正确； 【变式5-3】（24-25·高二上·辽宁沈阳五校协作体·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； 题型06 基态原子核外电子排布的表示方法 1.基态原子的电子排布式：将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子 (电子排布式遵循构造原理的，但书写时必须按照电子层的顺序排列) 2.简化的电子排布式：将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式 实例 氮 钠 铁 铬 电子排布式 1s22s22p3 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d54s1 简化的电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s1 [Ar]3d64s2 [Ar]3d54s1 【注意】 a．Fe的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，简化的电子排布式为：[Ar]3d64s2；方括号里的符号的意义是该元素上一个周期的惰性气体电子排布式的结构，称为“原子实” b．相对稳定的状态：能量相同的原子在全充满(p6、d10、f14)或半充满(p3、d5、f7)时，体系的能量较低，原子较稳定，如：24Cr存在半充满1s22s22p63s23p63d54s1 ，29Cu存在全充满 1s22s22p63s23p63d104s1 3.离子的电子排布式书写：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上 实例 Fe2＋ Fe3＋ O2－ 电子排布式 [Ar]3d6 [Ar]3d5 1s22s22p6 4.外围电子排布式(价电子排布)：将简化电子排布式中的稀有气体和中括号去掉得到的即为外围电子排布式，也叫价电子排布 实例 氮 钠 钙 铁 铜 简化电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s1 [Ar]4s2 [Ar]3d64s2 [Ar]3d104s1 外围电子排布式 2s22p3 3s1 4s2 3d64s2 3d104s1 规律 a．主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子 b．过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子 【典例6】（24-25·高二上·辽宁沈阳五校协作体·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； 【变式6-1】（24-25·高二上·吉林长春外国语学校·期末）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； 【变式6-2】（23-24·高三上·辽宁县级重点高中协作体·期末）已知反应，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．氯原子的结构示意图： B．基态Fe²⁺的价层电子轨道表示式： C．基态铜原子的电子排布式： D．反应中每生成1 mol ，转移的电子数为 【答案】D 【详解】A．氯原子结构示意图为，故A错误； B．基态Fe2+的价层电子排布式为3d6，轨道表示式为，故B错误； C．原子核外电子排布时，需遵循能量最低原理，所以基态铜原子电子排布式为，故C错误； D．反应中每生成1 mol ，消耗0.5mol，转移的电子数为1mol，即，故D正确； 【变式6-3】（25-26·高二上·黑龙江大庆铁人中学·期中）已知元素X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的元素，其原子结构相关信息如下： ①X的基态原子核外有3个未成对电子，且电子占据的最高能级为2p。 ②Y与X位于不同周期，且Y的基态原子中，s能级电子数等于p能级电子数。 ③Z的基态原子失去3个电子后3d轨道半充满。 ④W的基态原子最外层只有1个电子，且内层轨道全部充满。 根据以上信息回答下列问题： (1)X的基态原子核外电子排布式为 ，其轨道表示式中，空间运动状态不同的电子有 种。 (2)Y的基态原子核外电子占据的最高能级的原子轨道的形状为 。 (3)Z的基态原子中，未成对电子数为 ，该元素的符号为 。 (4)W的基态原子核外有 种不同能量的电子，其价层电子轨道表示式为 。 【答案】(1) 1s22s22p3 5 (2)球形 (3) 4 Fe (4) 7 【分析】X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的元素，X的基态原子核外有3个未成对电子，且电子占据的最高能级为2p，即X的基态原子电子排布为，则X为N元素；Y与X位于不同周期，且原子序数：Y>X，同时Y的基态原子中，s能级电子数等于p能级电子数，即Y的基态原子电子排布为，则Y为Mg元素；Z的原子序数比Y大，且Z的基态原子失去3个电子后3d轨道半充满，即Z的基态原子电子排布为，则Z为Fe元素；W的原子序数比Z大，W的基态原子最外层只有1个电子，且内层轨道全部充满，即W的基态原子电子排布为，则W为Cu元素，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，X为N元素，其基态原子核外电子排布式为，空间运动状态数等于原子轨道总数，原子轨道总数为1+1+3=5，则其轨道表示式中，空间运动状态不同的电子有5种； （2）由分析可知，Y为Mg元素，其基态原子电子排布为，即核外电子占据的最高能级为3s，则Y的基态原子核外电子占据的最高能级的原子轨道的形状为球形； （3）由分析可知，Z为Fe元素，其基态原子电子排布为，即未成对电子在3d能级，未成对电子数为4，该元素的符号为Fe； （4）由分析可知，W为Cu元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，各能级电子的能量不同，因此有7种不同能量的电子；其基态原子价层电子排布为3d104s1，即价层电子轨道表示式为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $