专题2 第一单元 第2课时 原子核外电子的排布-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件PPT(苏教版)
2026-03-12
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版选择性必修2 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一单元 原子核外电子的运动 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 6.48 MB |
| 发布时间 | 2026-03-12 |
| 更新时间 | 2026-03-12 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2026-02-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56483137.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中化学课件聚焦原子核外电子排布,系统讲解构造原理、能量最低原理等三大规则及电子排布式、轨道表示式等表示方法,结合原子光谱与光谱分析,通过“新问题”导入衔接原子结构知识,以示例解析、交流研讨搭建学习支架,帮助学生构建知识脉络。
其亮点在于以科学思维为核心,通过Cr、Cu等特例分析洪特规则特例,结合焰色反应实例解析原子光谱,培养学生证据推理与模型认知素养。采用“原理讲解-示例应用-评价反馈”教学链,学生能深化微观探析能力,教师可依托随堂演练与课时测评提升教学效率。
内容正文:
第2课时 原子核外电子的排布
专题 2 第一单元 原子核外电子的运动
1.从微观层面理解原子的组成及结构,了解核外电子的排布规则,
培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~
36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式,发展证据推
理与模型认知的化学学科核心素养。
学习目标
任务一 核外电子的排布原理及表示方法
1
随堂演练
3
内容索引
课时测评
4
任务二 原子光谱与光谱分析
2
任务一 核外电子的排布原理及表示方法
返回
新知构建
1.构造原理
(1)概念:电子是按照一定顺序填充的,填满一个______之后再填下一个______,这个规律称为构造原理。
(2)原子核外电子排布的轨道能量顺序
能级
能级
2.构造原理的内容
(1)能量最低原理:原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,这样使整个原子处于能量最低的状态。
(2)泡利不相容原理:每个原子轨道上最多容纳两个自旋状态不同的
电子。
(3)洪特规则:原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占在不同的原子轨道上,且自旋状态相同,这样整个原子的能量
最低。
3.电子排布的表示法
(1)电子排布式
如①7N:___________;
②12Mg:______________;
③35Br:_____________________________。
电子层
原子轨道
1s22s22p3
1s22s22p63s2
1s22s22p63s23p63d104s24p5
(2)简化的电子排布式
为了避免电子排布式书写过繁,可以把__________已达到______________的部分写成“原子实”,以____________________________表示,得到简化的电子排布式。上述三种原子简化的电子排布式分别为①__________;②_________;③_______________。
内层电子
稀有气体结构
稀有气体的元素符号外加方括号
[He]2s22p3
[Ne]3s2
[Ar]3d104s24p5
(3)轨道表示式(又称电子排布图)
如Na原子的轨道表示式:________________________________.
自旋状态不同
电子及其自旋状态
(4)外围电子排布式
在化学反应中,一般是原子的外围电子(主族元素原子的外围电子就是最外层电子)发生变化。如氯原子的外围电子排布式为________。
3s23p5
1.为什么基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2,而不是3d1和3d2?
交流研讨1
提示:基态K和Ca的3d轨道的能量大于4s轨道的能量,所以依据能量最低原理,电子填入能量低的原子轨道可使整个原子的能量最低。
2.请回答下列问题,并予以合理解释。
(1)为什么铬原子的核外电子排布式是[Ar]3d5 4s1,而不是[Ar]3d44s2?
提示:因为3d54s1均为半充满结构,更稳定。
(2)铜原子的核外电子排布有两种可能:[Ar]3d104s1和[Ar]3d9 4s2。哪一种是合理的?
提示:[Ar]3d104s1合理,因为3d104s1一个全充满,一个半充满,更稳定。
【特别提醒】洪特规则特例
能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
多电子原子的原子轨道的能量高低顺序,是概括了大量实验事实后总结出的一般规律,适用于绝大多数原子的核外电子排布。然而,第5、6、7周期的某些元素的原子核外电子排布的实验测定结果,并不符合原子核外电子排布的轨道能量顺序。因此,原子的核外电子排布,要以实验测定的结果为准。
应用评价
1.正误判断
(1)Mg2+的轨道表示式: ( )
(2)C的电子排布式:1s22s12p3 ( )
(3)15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s233 ( )
(4)3d6的轨道表示式为 ( )
√
×
×
×
2.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_________(填序号,下同),违反能量最低原理的是____,违反洪特规则的是_____,违反泡利不相容原理的是____。
①Ca2+:1s22s22p63s23p6
②F-:1s22s23p6
③P:
④Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2+:1s22s22p6
⑥C:
①④⑤
②
③
⑥
根据核外电子排布规律知,②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道,而不是3p轨道,正确的应为1s22s22p6;③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同,正确的应为 ;⑥违反泡利
不相容原理,正确的应为 。
3.(1)根据构造原理,写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和外围电子排布式。
①9F:_____________________________;
②16S:__________________________________;
③19K:______________________________;
④21Sc:_______________________________________。
(2)写出下列基态原子的轨道表示式。
①8O:________________;
②13Al:__________________________;
③23V(写外围电子的轨道表示式):_________________。
1s22s22p5 [He]2s22p5 2s22p5
1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4
1s22s22p63s23p64s1 [Ar]4s1 4s1
1s22s22p63s23p63d14s2 [Ar]3d14s2 3d14s2
题后总结
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任务二 原子光谱与光谱分析
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新知构建
1.原子光谱形成原因
在通常情况下,原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态(该状态的原子称为基态原子)。当处于能量最低状态的原子吸收能量后,电子能从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上(该状态的原子称为激发态原子)。电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,将释放出能量。
2.原子光谱分类
(1)发射光谱:原子中的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,______光子,将发出的光通过棱镜就得到原子发射光谱。
(2)吸收光谱:原子中的电子______光子,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,然后将透过光通过棱镜,就得到原子吸收光谱。
3.光谱分析
通过原子发射光谱或吸收光谱______元素,称为光谱分析。
放出
吸收
检测
(1)许多金属元素都可以发生焰色反应,焰色反应的形成原因是什么?焰色反应属于物理变化还是化学变化?
提示:基态原子吸收能量,电子从基态跃迁到激发态后,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将能量以光的形式释放出来。焰色反应属于物理变化。
(2)金属元素的焰色反应属于吸收光谱还是发射光谱?
提示:光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一,焰色反应属于发射光谱。
交流研讨
应用评价
1.下列现象与核外电子的跃迁有关的是
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光 ④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥燃放的焰火,在夜空中呈现五彩缤纷的礼花
⑦日光灯通电发光 ⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
√
①霓虹灯发出有色光,因为灯管中的稀有气体原子发生电子跃迁,释放能量,发射出不同颜色的光,正确;②棱镜分光是由不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的,与电子跃迁无关,错误;③激光的产生就是在外部刺激的情况下,很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量,这些能量成为颜色一样的光子,有的在激光器内反射,继续与电子碰撞,释放更多的与它相同的光子,有的离开激光器,形成激光,与电子跃迁有关,正确;④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离,与电子跃迁无关,错误;⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的,与电子跃迁无关,错误;⑥燃放的焰火,是因为不同金属元素发生电子跃迁,释放能量,形成不同颜色的光,正确;⑦日光灯通电发光,是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子,与电子跃迁有关,正确;⑧冷却结晶,是由于温度降低,物质的溶解度减小,析出溶质,与电子跃迁无关,错误。
2.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
√
在电流作用下,基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红光;而电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红光,故A项正确。
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随堂演练
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√
1.按照构造原理,下列电子填入能级的顺序正确的是
A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p
由构造原理可知,A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d,错误;B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s,错误;D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p,错误。
√
2.下列图像中所发生的现象与电子的跃迁无关的是
D项平面镜成像是一种物理现象,不存在电子的跃迁;A、B、C三项中的现象均与原子核外的电子跃迁有关。
√
3.下列有关碳原子的轨道表示式中,能量最低的是
A. B.
C. D.
根据洪特规则,原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时,电子尽可能分占不同的轨道且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。A中2p轨道上两个电子挤在同一个轨道上,B、C中两个轨道上电子的自旋状态相反,均与洪特规则相违背,只有D中的排布符合洪特规则,能量
最低。
4.某元素的原子获得能量后的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1,则该元素
的原子获得能量前的电子排布式为______________;轨道表示式为______
______________________;外围电子排布式为_______;该元素的元素符号是___。
1s22s22p63s23p4
3s23p4
S
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5.写出15P、25Mn的轨道表示式,并按要求填空。
15P:________________________________,
有___个电子对,有___个单电子。
25Mn:_____________________,
有____种空间运动状态,有__个单电子,属于半充满状态。
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课时测评
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题点1 能级的能量顺序判断
1.下列多电子原子的原子轨道能量高低顺序正确的是
A.2s>3s B.3s>3d
C.2px<2py D.2px=2py
√
形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……,所以3s>2s,A错误;相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf,所以3s<3d,B错误;2px和2py轨道是两个不同的原子轨道,空间伸展方向不同,两个轨道上的电子的运动状态不同,但同一能级上的原子轨道具有相同的能量,即2px=2py,C错误,D正确。
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2.若以E表示某原子轨道的能量,以下各式正确的是
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
√
原子轨道能量由小到大的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p……可选出答案。
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题点2 原子核外电子的排布
3.下列电子排布式表示的是基态原子核外电子排布的是
A.1s22s22p63s13p3 B.1s22s22p63s23p63d104s14p1
C.1s22s22p63s23p63d24s2 D.1s22s22p63s23p63d104s14p2
√
A项,Si原子的核外电子数为14,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,错误;B项,Zn原子的核外电子数为30,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,错误;C项,Ti原子的核外电子数为22,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,正确;D项,Ga原子的核外电子数为31,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,错误。
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4.下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A.Na+:1s22s22p6 B.F:1s22s22p5
C.Cl-:1s22s22p63s23p5 D.Mn:1s22s22p63s23p63d54s2
√
Cl-应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构,所以Cl-的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
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5.在d轨道中电子排布成 ,而不排成 ,其直接的根据是
A.能量最低原理 B.泡利不相容原理
C.原子轨道能量顺序 D.洪特规则
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6.下列硼原子的轨道表示式表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
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7.已知锰的核电荷数为25,下列有关基态锰原子核外电子排布正确的是
A.外围电子轨道表示式为
B.核外电子排布时,先排满4s轨道,再排3d轨道
C.锰原子失去电子形成M时应失去3d轨道上的电子
D.锰原子的2p和3p轨道的形状、能量均相同
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按洪特规则知,基态锰原子核外的5个3d轨道上各有1个电子且自旋方向相同,外围电子轨道表示式为 ,A错误;4s轨道能量比3d轨道低,故核外电子排布时,先排满4s轨道,再排3d轨道,B正确;锰原子失去电子形成M时应先失去4s轨道上的电子,C错误;锰原子的2p和3p轨道的形状均为纺锤形、能量高低则不同,2p轨道能量低于3p轨道,D错误。故选B。
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8.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的电子排布
B.1s22s1222违反了洪特规则,是激发态原子的电子排布
C. ,不符合泡利不相容原理,是不正确的排布
D.原子结构示意图为 的原子,核外电子云有3种不同形状
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[Ar]3d44s2的中性原子是激发态原子的电子排布,而[Ar]3d54s1是基态原子的电子排布,故A错误;1s22s1222没有违反洪特规则,是激发态原子的电子排布,故B错误; 中2s轨道2个电子自旋方向相同,该排布不符合泡利不相容原理,是不正确的排布,故C正确;原子结构示意图为 的原子的电子排布式为1s22s22p5,核外电子云有2种不同形状(球形和纺锤形),故D错误。
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题点3 基态原子与激发态原子 原子光谱与光谱分析
9.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取
A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱
√
E(3d)<E(4p),故电子由3d能级跃迁至4p能级时,吸收能量,形成吸收光谱。
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10.元素Na的焰色反应呈黄色,从能量变化的角度其光谱类型属于
A.发射光谱 B.吸收光谱
C.连续光谱 D.线状光谱
√
焰色反应是待测物的金属元素吸收能量后,原子中的电子发生跃迁变为激发态,而激发态不稳定,释放能量变为较低能量的激发态或基态,能量以光的形式释放出来,产生发射光谱。
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11.氯化钠在灼烧过程中,发出黄色的光,下列对此现象的描述正确的是
A.形成发射光谱,物理变化 B.形成发射光谱,化学变化
C.形成吸收光谱,物理变化 D.形成吸收光谱,化学变化
√
氯化钠在灼烧时,电子吸收能量由能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁,电子再从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,多余的能量以光的形式释放出来,发出黄色的光,形成的是发射光谱,该过程是物理变化。
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12.下列说法正确的是
A.某激发态碳原子的轨道表示式:
B.钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时,原子释放能量,由基态转化成激发态
C.原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱
D.在第三电子层中自旋状态相同的电子最多有4个
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可表示基态B原子或失去了一个电子的碳离子(C+),不表示激发态的碳原子,故A错误;基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63p1时,电子能量增大,需要吸收能量,故B错误;激发态的原子能量高,原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱,故C正确;通常人们用向上的箭头“↑”或向下的箭头“↓”,来表示电子两种不同的自旋状态,在第三电子层中包括三个能级分别是3s、3p、3d,在s能级中有一个轨道、在p能级中有三个能量相同的轨道、在d能级中有五个能量相同的轨道,所以第三电子层中的轨道数目是1+3+5=9,每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子,那么在第三电子层中自旋状态相同的电子最多有9个,故D错误。
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13.下列说法错误的是
A.ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量
B.6C的电子排布式为1s22s22,违反了洪特规则
C.21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,违反了能量最低原理
D.22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10,违反了泡利不相容原理
√
电子的能量与电子层、能级有关,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,A错误;根据洪特规则知,2p能级上的两个电子应排在两个不同轨道上,B正确;
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根据能量最低原理知,电子先排能量低的轨道,后排能量高的轨道,故应先排4s轨道,即电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2,C正确;根据泡利不相容原理知,3p能级最多容纳6个电子,D正确。
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14.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一主族的是
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子
D.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子
√
p轨道有3个原子轨道,最多可以容纳6个电子,根据泡利不相容原理和洪特规则,当p轨道上有2个电子或4个电子时,p轨道上均有2个未成对电子,所以可能是ⅣA族元素,也可能是ⅥA族元素,故A不符合
题意;
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p轨道上有1个空轨道,说明另外两个轨道各容纳了1个电子,加上s轨道上的2个电子,最外层是4个电子,属于ⅣA族元素,故B符合题意;最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子,二者都是稀有气体元素,不属于主族元素,故C不符合题意;最外层电子排布式为1s2的原子为He,位于0族,而最外层电子排布式为2s2的原子是Be,位于ⅡA族,故D不符合题意。
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15.下列各组表述中,两个微粒一定不属于同种元素原子的是
A.3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为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式为1s22s22p63s23p6
3d64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的原子和外围电子排布式为4s24p5的
原子
D.2p轨道有一个未成对电子的基态原子和外围电子排布式为2s22p5的原子
√
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3p轨道有一个空轨道,说明3p上有2个电子,外围电子排布式为3s23p2,两微粒相同,A项不符合题意;M层全充满而N层为4s2,M层上有d轨道,M层电子排布式为3s23p63d10,是锌元素,外围电子排布式为3d64s2的元素是铁元素,B项符合题意;外围电子排布式为4s24p5,则3d能级上已排满10个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外层电子数是核外电子总数的的原子,最外层电子数为7,核外电子总数为35时合理,其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5,二者是同种元素的原子,C项不符合题意;2p轨道有一个未成对电子,可以是2p1,也可以是2p5,因此二者可能属于同种元素的原子,D项不符合题意。
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16.(15分)(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况,试判断哪些违反了泡利不相容原理___,哪些违反了洪特规则_______
(填序号)。
③
②④⑥
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在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,称为泡利不相容原理,所以违反泡利不相容原理的有③;当电子排布在同一个能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道,而且自旋状态相同,称为洪特规则,所以违反洪特规则的有②④⑥。
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(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2,则该元素基态原子的电子排布式为______________;其最高价氧化物对应水化物的化学式是_________。
根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子,为S元素;根据能量最低原理,其基态原子核外电子排布是1s22s22p63s23p4;S元素最外层有6个电子,所以最高价是+6价,最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。
1s22s22p63s23p4
H2SO4
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(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列:________________。
①2s ②3d ③4s ④3s ⑤4p ⑥3p
相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd;形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……多电子原子的原子轨道按轨道能量大小由低到高顺序是①④⑥③②⑤。
①④⑥③②⑤
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17.(15分)A、B、C、D代表4种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其外围
电子的轨道表示式为________________。
A元素基态原子外围电子的轨道表示式为 。
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(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,
B元素的原子结构示意图为____________,C的元素符号为___。
K
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号元素Cl,C为19号元素K。
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(3)D元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,D的元素符号为_____,其基态原子的电子排布式为_______________
______________________。
Cu
1s22s22p63s23p6
3d104s1(或[Ar]3d104s1)
根据题意要求,首先写出电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,该元素为29号元素Cu。
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第2课时 原子核外电子的排布
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