第一章 第一节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修2教师用书（人教版 浙苏）

第3课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 ［核心素养发展目标］　1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构。2.能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法。 一、原子核外电子的排布规则 1.电子自旋与泡利原理 (1)电子自旋 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，电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。 注意　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，所以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，最多只容纳2个电子，它们的自旋相反。 2.电子排布的轨道表示式 (1)轨道表示式 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(或称未成对电子)。 (2)表示方法 以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义如下所示： 由轨道表示式可知： 在铝原子中，有6个电子对，1个单电子，有7种空间运动状态，13种电子运动状态。 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。 (2)特例 在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强的稳定性。 相对稳定的状态 如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。 4.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。 (2)因素：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。 1.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？ A. B. C. 提示　A　根据洪特规则，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。 2.指出下列核外电子排布的轨道表示式的书写分别违背了什么原则？ ①2p轨道上有3个电子的原子： ②2p轨道上有2个电子的原子： ③基态P原子：1s22s22p63s233 ④4s轨道上有2个电子的原子： ⑤3d轨道上有8个电子的原子： 提示　①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道上时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行；④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只能容纳2个电子，而且这2个电子的自旋相反。 注意　书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写 1.(2024·浙江义乌高二月考)下列有关轨道表示式的表述正确的是(　　) A.可表示单核10电子微粒基态时电子排布 B.违背了泡利原理 C. 为基态N原子的价层电子轨道表示式 D. 为处于激发态的B原子的轨道表示式 答案　A 解析　题给轨道表示式违背了洪特规则，B项错误；基态N原子的价层电子轨道表示式为，C项错误；题给轨道表示式中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，不处于激发态，D项错误。 2.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是　　　  (填序号，下同)，违背了洪特规则的是　　　　。  ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ (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　　　　　　。  (3)现有下列多电子原子的原子轨道： ①2s　②3d　③3s　④4p　⑤3p 轨道能量由低到高排列的顺序是　　　　　　(填序号)。  答案　(1)③　②④⑥　(2)1s22s22p63s23p4　H2SO4　(3)①③⑤②④ 解析　(1)同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违背了泡利原理；②中单电子自旋状态应相同，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中单电子自旋状态应相同，所以②④⑥违背了洪特规则。(2)3s、3p能级的能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，则基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。 3.(1)Mn元素与O元素中，基态原子核外未成对电子数较多的是　　　　　　　。  (2)基态Ge原子有　　　　　　　个未成对电子。  (3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为　　　　　　　。  (4)基态Fe原子有　　　　　个未成对电子。  (5)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是　　　　　　　，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为　　　　　　　。  (6)基态Cu原子的价层电子轨道表示式为　　　 　　　　。  答案　(1)Mn　(2)2　(3)2　(4)4　(5)N　球形　(6) 二、核外电子的表示方法 原子(或离子)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图示形式 实例 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，并按照能层从左到右的顺序排列的式子 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 实例 K：［Ar］4s1 轨道表示式(电子排布图) 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： 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫电子式 实例 1.下列有关原子核外电子排布的说法正确的是 (　　) A.电子排布式为［Ar］3d44s2的中性原子是基态原子 B.1s22s1222违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布 C. 不符合泡利原理，是不存在的排布 D.原子结构示意图为的原子，核外电子云有3种不同形状 答案　C 解析　电子排布式为［Ar］3d44s2的中性原子是激发态原子，基态中性原子的电子排布式应为［Ar］3d54s1，故A错误；1s22s1222违反了构造原理，是激发态原子的电子排布，故B错误；2s轨道有两个自旋平行的电子，该排布不符合泡利原理，是不存在的排布，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，故D错误。 2.(2023·广州高二检测)下列化学用语的表示正确的是 (　　) A.O2和O3互为同位素 B.甲基的电子式为 C.基态Fe2+价层电子排布式为3d5 D.基态碳原子价层电子轨道表示式为 答案　B 解析　二者是由相同元素形成的不同单质，互为同素异形体，A项不符合题意；基态Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，其价层电子排布为3d6，C项不符合题意；根据洪特规则，2p能级上的电子应当分别排布在两个不同的轨道中，且自旋平行，D项不符合题意。 3.按要求完成下列填空： (1)11Na的电子排布式为　　　　；  (2)20Ca的最外层电子排布为　　　　；  (3)35Br-的离子结构示意图为　　　　；  (4)8O的轨道表示式为　　　　；  (5)9F的最外层电子轨道表示式为　　　　。  答案　(1)1s22s22p63s1　(2)4s2　(3) (4) (5) 4.如图是s能级和p能级的原子轨道图。 回答下列问题： (1)s电子的原子轨道呈　　　　　　形，每个s能级有　　　　　　个原子轨道；p电子的原子轨道呈　　　　　　形，每个p能级有　　　　　　个原子轨道。  (2)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，Y的元素符号为　　　　　　，原子的核外电子排布式为　　　　　　。  (3)下列轨道表示式中，能正确表示某元素的原子处于最低能量状态的是　　　　　　(填字母)。  答案　(1)球　1　哑铃　3　(2)S　1s22s22p63s23p4　(3)D 解析　(1)s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，分别以px、py、pz表示，它们相互垂直。(2)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，则n-1=2，n=3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是硫元素。(3)若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B项违背洪特规则，C项表示元素的原子处于激发态，违背能量最低原理。 课时对点练　［分值：100分］ 　　　　　　　　　　　　　　　　(选择题1~13题，每小题6分，共78分) 题组一　核外电子排布式与轨道表示式 1.某原子核外电子排布式为1s22s22p3 。下列说法正确的是 (　　) A.该原子的核外电子轨道表示式为 B.该原子核外有4种能量不同的电子 C.该原子核外最外层电子占据3个原子轨道 D.该原子核外最外层有5种运动状态不同的电子 答案　D 解析　该轨道表示式违背了洪特规则，正确的轨道表示式应为，A项错误；该原子核外有3种能量不同的电子，分别为1s、2s、2p原子轨道上的电子，B项错误；该原子核外最外层电子数为5，占据2s、2p共4个原子轨道，C项错误；该原子核外最外层电子数为5，故最外层有5种运动状态不同的电子，D项正确。 2.(2023·浙江宁波联考)科研人员在杂原子掺杂碳的超级电容领域取得了新突破。下列C原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是 (　　) A.①=②=③=④ B.②>①>④>③ C.④>③>①=② D.④>③>①>② 答案　B 解析　能级不同则能量不同，且能量：2p>2s>1s，由题干信息可知，①是2s上的两个电子跃迁到2p上，②是1s上的两个电子跃迁到2p上，③为基态碳原子，④是2s上的1个电子跃迁到2p上，故C原子轨道表示式表示的状态中能量关系是②>①>④>③。 3.(2023·重庆一中高二期中)钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语中错误的是 (　　) A.原子结构示意图： B.简化电子排布式：［Ar］3d24s2 C.轨道表示式： D.电子排布式：1s22s22p63s23p63d24s2 答案　C 解析　Ti的核电荷数为22，核外电子数也为22，共分布在四个电子层上，其原子结构示意图为，A正确；根据构造原理，Ti的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，简化电子排布式为［Ar］3d24s2，B、D正确；根据洪特规则可知，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，3d轨道电子自旋方向错误，C错误。 4.下列基态原子价层电子的轨道表示式正确的是 (　　) A.O： B.Fe： C.Si： D.Cr： 答案　B 解析　根据洪特规则可知，填入简并轨道的电子应先单独分占，且自旋平行，正确的基态O原子价层电子轨道表示式为，A错误；基态Fe原子价层电子排布为3d64s2，轨道表示式为，B正确；根据泡利原理可知，基态Si原子价层电子轨道表示式的3s能级中电子应该自旋相反，正确的为，C错误；原子轨道处于半充满状态时，体系的能量较低，正确的基态Cr原子价层电子排布为3d54s1，而不是3d44s2，轨道表示式为，D错误。 题组二　核外电子排布规则的应用 5.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是 (　　) A.S B.As C.Mn D.Fe3+ 答案　D 解析　各微粒的未成对电子数分别为S：2个，As：3个，Mn：5个，Fe3+：5个，但Mn的最外层电子排布式为4s2。 6.下列电子排布式或轨道表示式正确的是 (　　) A.基态C的轨道表示式： B.基态Ca的电子排布：1s22s22p63s23p63d2 C.基态O的轨道表示式： D.基态Br的电子排布式：［Ar］3d104s24p5 答案　D 解析　A项中基态C的轨道表示式违背洪特规则；B项中基态Ca的电子排布式违背能量最低原理；C项中基态O的轨道表示式违背泡利原理。 7.若某元素原子处于能量最低状态时，价层电子排布为4d15s2，下列说法正确的是 (　　) A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子 B.该元素原子核外共有5个电子层 C.该元素原子的M层共有8个电子 D.该元素原子最外层有3个电子 答案　B 解析　由题意知，该元素原子的价层电子排布为4d15s2，则其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。A项，该元素原子处于能量最低状态时，原子中只有4d1中的1个未成对电子，错误；B项，由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层，正确；C项，M层共有18个电子，错误；D项，原子最外层有2个电子，错误。 8.(2023·浙江A9协作体高二期中)下列说法不正确的是 (　　) A.正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族 B.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理 C.违反了洪特规则 D.21Sc的价层电子排布式为3d14s2 答案　B 解析　某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为2+2+6+2+6+5+3=26 ，为铁元素，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，A正确；洪特规则中，电子在能量相同的轨道上排布时，总是尽可能分占不同轨道且自旋平行，这样排布能量最低，故违反了洪特规则，C正确；21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，价层电子排布式为3d14s2，D正确。 9.(2024·杭州高二调研)在多电子原子中，决定轨道能量的因素是 (　　) ①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 答案　A 解析　多电子原子中，在电子填充原子轨道时，形状相同的原子轨道，能层序数越大，轨道的能量越高，如E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)；相同能层不同能级的原子轨道能量高低：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……；同一能级的原子轨道具有相同的能量，如E(npx)=E(npy)=E(npz)，因此轨道的能量是由能层和能级决定的，与电子云的伸展方向、电子自旋状态无关，A正确。 10.某基态原子的核外电子排布式为［Ar］3d104s24p4，下列说法错误的是 (　　) A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子 B.该元素原子的最高能层符号为N C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D.该元素原子价层电子排布为3d104s24p4 答案　D 解析　由基态原子的核外电子排布式为［Ar］3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知，同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子，则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子，故A正确；由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确；由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有18种空间运动状态，故C正确；硒元素的价层电子排布为4s24p4，故D错误。 11.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.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子 答案　B 解析　p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利原理和洪特规则，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，所以可能是第ⅣA族元素，也可能是第ⅥA族元素，故A错误；p轨道上有1个空轨道，说明另外2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，属于第ⅣA族元素，故B正确；最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C错误；最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族元素，故D错误。 12.某核素核外共有15个不同运动状态的电子，下列说法正确的是 (　　) A.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了泡利原理 B.原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道 C.该元素的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物 D.该基态原子中能量最高的电子的电子云轮廓图的形状为哑铃形 答案　D 解析　某核素核外共有15个不同运动状态的电子，则该原子为P原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了洪特规则，A错误；该原子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，9个轨道，B错误；该元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4为中强酸，C错误；该基态原子中能量最高的电子处于3p能级，p电子云轮廓图的形状为哑铃形，D正确。 13.原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，±即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ti原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 (　　) A.-1 B.+1 C.0 D.-1或+1 答案　D 解析　基态钛原子的价层电子排布式为3d24s2，3d轨道的2个电子自旋方向相同，4s轨道的2个电子自旋方向相反，则其价层电子自旋磁量子数的代数和为2×=+1或2×=-1，故选D。 14.(10分)按要求完成下列各题。 (1)Fe成为阳离子时首先失去　　　　轨道电子，Sm的价层电子排布为4f66s2，Sm3+的价层电子排布为　　　　。  (2)基态Cu2+核外电子排布式为　　　　。  (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为　　　　、　　　　(填字母)。  A. B. C. D. 答案　(1)4s　4f5 (2)1s22s22p63s23p63d9(或［Ar］3d9)　(3)D　C 解析　(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe失去电子生成阳离子时电子从外到内依次失去，所以成为阳离子时首先失去4s轨道电子；Sm的价层电子排布为4f66s2，该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s轨道电子，后失去4f轨道电子，Sm3+的价层电子排布为4f5。 (2)Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2+，基态Cu2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或［Ar］3d9。 (3)电子处于基态时能量最低，处于激发态时能量较高，D选项为基态Li原子核外电子轨道表示式，故能量最低，A、B、C均为激发态，C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。 15.(12分)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原子的价层电子排布为3s23p6。 (1)按要求书写下列图示： ①B的原子结构示意图：　　　　。  ②C原子的轨道表示式：　　　　。  ③D原子的核外电子排布式：　　　　。  ④B离子的电子式：　　　　。  (2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：　　　  (至少写出3种)。 (3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式：　　　  　　　　(至少写出2个)。  (4)写出E的元素符号：　　　　，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是　　　　。  答案　(1)① ② ③1s22s22p63s23p64s1(或［Ar］4s1)　④ (2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(任写3种，其他合理答案也可) (3)2H2O2H2↑+O2↑、2K+2H2O===2KOH+H2↑(其他合理答案也可) (4)Ar　对太阳光进行光谱分析 解析　由题意可知，A为H，B为Cl，C为O，D为K，E为Ar。 (2)由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。 (3)A的单质为H2，可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。 (4)对太阳光进行光谱分析，便可确定太阳光中所含元素的种类。 学科网（北京）股份有限公司 $ 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 第3课时 第一章　第一节 <<< 核心素养 发展目标 1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构。 2.能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法。 2 内容索引 一、原子核外电子的排布规则 二、核外电子的表示方法 课时对点练 3 原子核外电子的排布规则 > < 一 1.电子自旋与泡利原理 (1)电子自旋 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，电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。 注意　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，所以一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 一、原子核外电子的排布规则 (2)泡利原理 在一个原子轨道里，最多只容纳 个电子，它们的自旋 。 2.电子排布的轨道表示式 (1)轨道表示式 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(或称未成对电子)。 相反 2 (2)表示方法 以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义如图所示： 由轨道表示式可知： 在铝原子中，有 个电子对，___个单电子，有 种空间运动状态， 种电子运动状态。 6 1 7 13 3.洪特规则 (1)内容：基态原子中，填入 的电子总是先单独分占，且自旋 平行。 (2)特例 在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______的能量和 的稳定性。 简并轨道 较低 较强 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f 14 全空：p0、d0、f 0 半充满：p3、d5、f 7 如24Cr的电子排布式为 ，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。 1s22s22p63s23p63d54s1 4.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 的原子轨道，使整个原子的能量最低。 (2)因素：整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定。 能量最低 核电荷数 电子数 电子状态 1.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？ 深度思考 A. B. C. 提示　A　根据洪特规则，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。 2.指出下列核外电子排布的轨道表示式的书写分别违背了什么原则？ ①2p轨道上有3个电子的原子： ②2p轨道上有2个电子的原子： ③基态P原子：1s22s22p63s233 ④4s轨道上有2个电子的原子： ⑤3d轨道上有8个电子的原子： 深度思考 提示　①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道上时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行；④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只能容纳2个电子，而且这2个电子的自旋相反。 深度思考 归纳总结 注意　书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写 应用体验 1.(2024·浙江义乌高二月考)下列有关轨道表示式的表述正确的是 A. 可表示单核10电子微粒基态时电子排布 B. 违背了泡利原理 C. 为基态N原子的价层电子轨道表示式 D. 为处于激发态的B原子的轨道表示式 √ 应用体验 题给轨道表示式违背了洪特规则，B项错误； 基态N原子的价层电子轨道表示式为 ，C项错误； 题给轨道表示式中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，不处于激发态，D项错误。 应用体验 2.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是　  (填序号，下同)，违背了洪特规则的是　　　 。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ③ ②④⑥ 应用体验 同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违背了泡利原理；②中单电子自旋状态应相同，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中单电子自旋状态应相同，所以②④⑥违背了洪特规则。 应用体验 (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　　　　。  1s22s22p63s23p4 H2SO4 3s、3p能级的能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，则基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。 应用体验 (3)现有下列多电子原子的原子轨道： ①2s　②3d　③3s　④4p　⑤3p 轨道能量由低到高排列的顺序是　　　　　 　(填序号)。  ①③⑤②④ 应用体验 3.(1)Mn元素与O元素中，基态原子核外未成对电子数较多的是　　 。 (2)基态Ge原子有　　个未成对电子。  (3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为　　。  (4)基态Fe原子有　　个未成对电子。  (5)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是　　，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为　　　。  (6)基态Cu原子的价层电子轨道表示式为　　　 　　　　 。  Mn 2 2 4 N 球形 返回 核外电子的表示方法 > < 二 二、核外电子的表示方法 原子(或离子) 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图示形式 实例   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，并按照能层从左到右的顺序排列的式子 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 实例 K：[Ar]4s1 轨道表示式(电子排布图) 含义 每个方框代表一个 ，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自旋状态 实例 Al：  原子轨道 电子 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫电子式 实例   应用体验 1.下列有关原子核外电子排布的说法正确的是 A.电子排布式为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子 B.1s22s1222违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布 C. 不符合泡利原理，是不存在的排布 D.原子结构示意图为 的原子，核外电子云有3种不同形状 √ 应用体验 电子排布式为[Ar]3d44s2的中性原子是激发态原子，基态中性原子的电子排布式应为[Ar]3d54s1，故A错误； 1s22s1222违反了构造原理，是激发态原子的电子排布，故B错误； 2s轨道有两个自旋平行的电子，该排布不符合泡利原理，是不存在的排布，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，故D错误。 应用体验 2.(2023·广州高二检测)下列化学用语的表示正确的是 A.O2和O3互为同位素 B.甲基的电子式为 C.基态Fe2+价层电子排布式为3d5 D.基态碳原子价层电子轨道表示式为 √ 应用体验 二者是由相同元素形成的不同单质，互为同素异形体，A项不符合题意； 基态Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，其价层电子排布为3d6，C项不符合题意； 根据洪特规则，2p能级上的电子应当分别排布在两个不同的轨道中，且自旋平行，D项不符合题意。 应用体验 3.按要求完成下列填空： (1)11Na的电子排布式为　　　　 ；  (2)20Ca的最外层电子排布为　 ；  (3)35Br-的离子结构示意图为　　　　；  1s22s22p63s1 4s2 应用体验 (4)8O的轨道表示式为　　　　 ；  (5)9F的最外层电子轨道表示式为　　　 　。  应用体验 4.如图是s能级和p能级的原子轨道图。 回答下列问题： (1)s电子的原子轨道呈　　形，每个s能级有　　个原子轨道；p电子的原子轨道呈　 形，每个p能级有　　个原子轨道。 球 1 哑铃 3 应用体验 s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，分别以px、py、pz表示，它们相互垂直。 应用体验 (2)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，Y的元素符号为　　，原子的核外电子排布式为　　　　　　 。 S 1s22s22p63s23p4 应用体验 元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，则n-1=2，n=3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是硫元素。 应用体验 (3)下列轨道表示式中，能正确表示某元素的原子处于最低能量状态的是　　(填字母)。  D 应用体验 若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B项违背洪特规则，C项表示元素的原子处于激发态，违背能量最低原理。 返回 课时对点练 题组一　核外电子排布式与轨道表示式 1.某原子核外电子排布式为1s22s22p3 。下列说法正确的是 A.该原子的核外电子轨道表示式为 B.该原子核外有4种能量不同的电子 C.该原子核外最外层电子占据3个原子轨道 D.该原子核外最外层有5种运动状态不同的电子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该轨道表示式违背了洪特规则，正确的轨道表示式应为 ，A项错误； 该原子核外有3种能量不同的电子，分别为1s、2s、2p原子轨道上的电子，B项错误； 该原子核外最外层电子数为5，占据2s、2p共4个原子轨道，C项错误； 该原子核外最外层电子数为5，故最外层有5种运动状态不同的电子，D项正确。 对点训练 2.(2023·浙江宁波联考)科研人员在杂原子掺杂碳的超级电容领域取得了新突破。下列C原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是 A.①=②=③=④ B.②>①>④>③ C.④>③>①=② D.④>③>①>② 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能级不同则能量不同，且能量：2p>2s> 1s，由题干信息可知，①是2s上的两个电子跃迁到2p上，②是1s上的两个电子跃迁到2p上，③为基态碳原子，④是2s上的1个电子跃迁到2p上，故C原子轨道表示式表示的状态中能量关系是②>①>④>③。 对点训练 3.(2023·重庆一中高二期中)钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语中错误的是 A.原子结构示意图： B.简化电子排布式：[Ar]3d24s2 C.轨道表示式： D.电子排布式：1s22s22p63s23p63d24s2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 Ti的核电荷数为22，核外电子数也为22，共分布在四个电子层上，其原子结构示意图为 ，A正确； 根据构造原理，Ti的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，简化电子排布式为[Ar]3d24s2，B、D正确； 根据洪特规则可知，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，3d轨道电子自旋方向错误，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 4.下列基态原子价层电子的轨道表示式正确的是 A.O： B.Fe： C.Si： D.Cr： √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 根据洪特规则可知，填入简并轨道的电子应先单独分占，且自旋平行，正确的基态O原子价层电子轨道表示式为 ，A错误； 基态Fe原子价层电子排布为3d64s2，轨道表示式为 ， B正确； 根据泡利原理可知，基态Si原子价层电子轨道表示式的3s能级中电子应该自旋相反，正确的为 ，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 原子轨道处于半充满状态时，体系的能量较低，正确的基态Cr原子价层 电子排布为3d54s1，而不是3d44s2，轨道表示式为 ， D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 题组二　核外电子排布规则的应用 5.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是 A.S B.As C.Mn D.Fe3+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 各微粒的未成对电子数分别为S：2个，As：3个，Mn：5个，Fe3+：5个，但Mn的最外层电子排布式为4s2。 对点训练 6.下列电子排布式或轨道表示式正确的是 A.基态C的轨道表示式： B.基态Ca的电子排布：1s22s22p63s23p63d2 C.基态O的轨道表示式： D.基态Br的电子排布式：[Ar]3d104s24p5 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项中基态C的轨道表示式违背洪特规则； B项中基态Ca的电子排布式违背能量最低原理； C项中基态O的轨道表示式违背泡利原理。 对点训练 7.若某元素原子处于能量最低状态时，价层电子排布为4d15s2，下列说法正确的是 A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子 B.该元素原子核外共有5个电子层 C.该元素原子的M层共有8个电子 D.该元素原子最外层有3个电子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题意知，该元素原子的价层电子排布为4d15s2，则其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。A项，该元素原子处于能量最低状态时，原子中只有4d1中的1个未成对电子，错误； B项，由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层，正确； C项，M层共有18个电子，错误； D项，原子最外层有2个电子，错误。 对点训练 8.(2023·浙江A9协作体高二期中)下列说法不正确的是 A.正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于 第Ⅷ族 B.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理 C. 违反了洪特规则 D.21Sc的价层电子排布式为3d14s2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为2+2+6+2+6+5+3=26 ，为铁元素，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，A正确； 洪特规则中，电子在能量相同的轨道上排布时，总是尽可能分占不同 轨道且自旋平行，这样排布能量最低，故 违反了洪特 规则，C正确； 21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，价层电子排布式为3d14s2，D正确。 对点训练 9.(2024·杭州高二调研)在多电子原子中，决定轨道能量的因素是 ①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 多电子原子中，在电子填充原子轨道时，形状相同的原子轨道，能层序数越大，轨道的能量越高，如E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)；相同能层不同能级的原子轨道能量高低：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……；同一能级的原子轨道具有相同的能量，如E(npx)=E(npy)=E(npz)，因此轨道的能量是由能层和能级决定的，与电子云的伸展方向、电子自旋状态无关，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 10.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是 A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子 B.该元素原子的最高能层符号为N C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D.该元素原子价层电子排布为3d104s24p4 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知，同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子，则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子，故A正确； 由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确； 由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有18种空间运动状态，故C正确； 硒元素的价层电子排布为4s24p4，故D错误。 综合强化 11.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.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利原理和洪特规则，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，所以可能是第ⅣA族元素，也可能是第ⅥA族元素，故A错误； p轨道上有1个空轨道，说明另外2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，属于第ⅣA族元素，故B正确； 最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族元素，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 12.某核素核外共有15个不同运动状态的电子，下列说法正确的是 A.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了泡利原理 B.原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道 C.该元素的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物 D.该基态原子中能量最高的电子的电子云轮廓图的形状为哑铃形 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 某核素核外共有15个不同运动状态的电子，则该原子为P原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了洪特规则，A错误； 该原子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，9个轨道，B错误； 该元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4为中强酸，C错误； 该基态原子中能量最高的电子处于3p能级，p电子云轮廓图的形状为哑铃形，D正确。 综合强化 13.原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，±即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ti原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为 A.-1 B.+1 C.0 D.-1或+1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 综合强化 基态钛原子的价层电子排布式为3d24s2，3d轨道的2个电子自旋方向相同，4s轨道的2个电子自旋方向相反，则其价层电子自旋磁量子数的代数和为2×=+1或2×=-1，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.按要求完成下列各题。 (1)Fe成为阳离子时首先失去　　轨道电子，Sm的价层电子排布为4f66s2，Sm3+的价层电子排布为　　 。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4s 4f 5 基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe失去电子生成阳离子时电子从外到内依次失去，所以成为阳离子时首先失去4s轨道电子；Sm的价层电子排布为4f66s2，该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s轨道电子，后失去4f轨道电子，Sm3+的价层电子排布为4f5。 综合强化 (2)基态Cu2+核外电子排布式为　　　　 。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2+，基态Cu2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。 综合强化 (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为　　、 　　(填字母)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D C A. B. C. D. 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 电子处于基态时能量最低，处于激发态时能量较高，D选项为基态Li原子核外电子轨道表示式，故能量最低，A、B、C均为激发态，C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。 综合强化 15.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原子的价层电子排布为3s23p6。 (1)按要求书写下列图示： ①B的原子结构示意图：　　　　。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ②C原子的轨道表示式：　　　　 。 ③D原子的核外电子排布式：　　　　 。  ④B离子的电子式：　　　　 。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) 综合强化 (2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：________ ________________________________________________________(至少写出3种)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 KClO、KClO3、HClO、HClO3(任写3种，其他合理答案也可) KOH、 由题意可知，A为H，B为Cl，C为O，D为K，E为Ar。 由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。 综合强化 (3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式：_____________ 　　　　 (至少写出2个)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A的单质为H2，可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。 2H2O 2H2↑+O2↑、2K+2H2O===2KOH+H2↑(其他合理答案也可) 综合强化 (4)写出E的元素符号：　　 ，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是　　　　 。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对太阳光进行光谱分析，便可确定太阳光中所含元素的种类。 Ar 对太阳光进行光谱分析 返回 综合强化 $