第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 讲义-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 知识1 能层和能级☆ 项目 内容 能层 定义 多电子原子的核外电子的能量不同，可认为原子核外的电子是分层排布的，每一层都可以叫作能层（即电子层）。根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，每一能层最多能容纳的电子数不同，最多容纳的电子数为2n2个（n为能层序数），离核越近的能层具有的能量越低。 表示方法 和关系 能层序号 一 二 三 四 五 六 七 能层符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 由近→远 能量高低 由低→高E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q) 意义 一方面表示电子到原子核的平均举例不同，另一方面表示电子能量不同 能级 定义 在多电子中，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，如同一能层的电子可分为s、p、d、f…能级，在第n能层中，各能级能量的大小顺序是：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级（1s），第二层有两个能级（2s和2p），以此类推 表示方法 能层 K L M N O… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p… 最多电子数2n2 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 … 说明 能层数=电子层数，每个能层所包含的能级数=能层序数 能层和能级的关系 （1）每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…（n代表能层序数） （2）任一能层，能级数=能层序数 （3）s、p、d、f…可容纳的电子数依次是2、6、10、14… 口诀：类比记忆，能层—楼层；能级—台阶。 · 例题 考点：原子核外电子的能级分布 1．（2026春•崆峒区校级同步）下列能级符号表示错误的是（　　） A．6s B．3d C．3f D．5p 【解答】解：A．第6能层有s、p、d能级，则能级符号6s正确，故A正确； B．第3能层有3s、3p、3d能级，则能级符号3d正确，故B正确； C．第3能层有3s、3p、3d能级，则能级符号3f错误，故C错误； D．第5能层有s、p、d、f能级，则能级符号5p正确，故D正确； 故选：C。 知识2 基态、激发态、原子光谱☆ 项目 内容 基态 原子处于最低能量状态叫作基态，这样的原子叫做基态原子。常温下，绝大多数原子处于基态。 激发态 当基态原子的电子吸收能量后，它的电子会跃迁到较高能级（处于较高能量），变成激发态原子，这种状态叫作激发态，这样的原子叫激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态（基态）。时，释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 电子跃迁 当电子吸收能量后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高的轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，这个过程电子会以光的形式辐射能量，而光的波长取决于两轨道间的能量之差（电子跃迁是物理变化，未发生电子转移，一般电子只在能量相近的能级间发生电子跃迁）。 原子光谱 定义 不同元素的原子的电子发生跃迁时会发吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的。 成因 能量变化的体现。 分类 吸收光谱和发射光谱 发射光谱（高能级跃迁到低能级） 吸收光谱（低能级跃到高能级） 连续光谱：由各种波长的光的谱线组成，且波长相近的光谱线差别极小而不能分辨的光谱。 线状光谱：由具有特定波长的、彼此分离的光谱线组成的光谱。如氢原子光谱。 应用 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。 图例 关系 形成吸收光谱 ↑ 吸收能量 基态原子 电子跃迁 激发态原子 释放能量 ↓ 形成发射光谱(重要形式为光) · 例题 考点：原子核外电子的运动状态 2．（2026•四川校级二模）下列关于原子核外电子的描述正确的是（　　） A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 【解答】解：A．电子云仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所笼罩，故A错误； B．能层相同时，s能级电子的能量低于p能级，但能层不同时，3s能级电子的能量高于2p能级，所以s能级电子的能量不一定低于p能级电子的能量，故B错误； C．同一能层中的电子依据电子的能量不同，分为s、p、d、f不同能级，所以同一能层不同能级的电子能量一定不同，故C正确； D．电子云半径大小由核外电子出现的概率决定，与电子数无关，故D错误； 故选：C。 考点：原子核外电子的跃迁及应用 3．（2025秋•黑龙江期末）下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是（　　） A．林间的丁达尔效应 B．碱金属的焰色试验 C．闪烁的荧光棒 D．夜景LED灯光秀 【解答】解：A．林间的丁达尔效应是光的散射，与电子的跃迁无关，故A正确； B．碱金属的焰色试验与电子的跃迁有直接关联，故B错误； C．闪烁的荧光棒与电子的跃迁有直接关联，故C错误； D．夜景LED灯光秀与电子的跃迁有直接关联，故D错误； 故选：A。 知识3 构造原理与电子排布式☆☆ 1.构造原理☆ 项目 内容 定义 以光谱学事实为基础，随着核电荷数的递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 图示 例如：1s1→1s2→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2→… 能级交错 指序数较大的能层中某些能级的能量反而低于序数较小的能层中的能量的现象。如E（3d）>E（4s）、E（4d）>E（5s）、E（4f）>E（6s）等。 总结：ns→(n-2)f→(n-1)d→np 2.电子排布式☆ 项目 内容 电子排布式 定义 原子核外电子排布的一种表示方式，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。如：Al原子核外电子排布式中各符号、数字表示的意义如下： 能层 能级上的电子数 ↑ ↑Al 1s22s22p63s23p1 ↓ 能级 简单电子排布式 按照构造原理将电子一次填充到能量逐渐升高的能级中。例如 微粒 C Ne Cl K 电子排布式 1s22s22p2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p54s1 为了避免电子排布式过于繁琐，常把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，其中第一、第二能层与Ne（1s22s22p6）的核外电子排布式结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。可表示如下：[Ne] 3s1 Na 上周期稀有气体的元素符号← →该原子的价电子排布式 复杂原子的电子排布式 对于较复杂的电子排布式，应按能量从低到高排列，然后将统一能层的核外电子移到一起。例如，26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一能层的移到一起，即该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，简化为[Ar]3s64s2。 价电子 一般指最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。 主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子（即最外层电子）。 过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子（即最外层电子和部分内层电子） 价电子排布式 为了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成为价电子层（简称价层）。例如：Fe的价电子排布式为3d64s2。 结构示意图与电子排布式的关系 · 例题 考点：原子结构的构造原理 4．（2024春•同步）E代表能量，分别将下列轨道按能量由低到高的顺序排列。 （1）E3s E2s E4s E1s （2）E3s E3p E4s 【解答】解：（1）能层越高，能量越大，所以能量由低到高的顺序为：E1s＜E2s＜E3s＜E4s， 答：能量由低到高的顺序为：E1s＜E2s＜E3s＜E4s； （2）能层越高，能量越大，同一能层，p能级能量大于s能级能量，则能量由低到高的顺序为：E3s＜E3p＜E4s， 答：能量由低到高的顺序为：E3s＜E3p＜E4s。 考点：电子排布式与电子排布图 5．（2026•盐山县校级一模）下列有关化学用语表示正确的是（　　） A．钾离子的电子排布式：[Ar]4s1 B．基态氮原子的电子排布图： C．水的电子式： D．基态铬原子（24Cr） 的价电子排布式：3d44s2 【解答】解：A．K的原子序数为19，核内19个质子，核外19个电子，K+表示失去最外层一个电子，核外只有18个电子，钾离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，故A错误； B．N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，基态氮原子的电子排布图为，故B正确； C．H2O中O原子与每个H原子形成一对共用电子对，只有共价键，电子式为，故C错误； D．电子排布处于全满或半满状态是稳定状态，则基态铬原子的价电子排布式为3d54s1，故D错误； 故选：B。 知识4 电子云与原子轨道☆ 项目 内容 电子云定义 用小黑点电子在原子核外空间出现的概率密度分布图，因为看起来像一片云雾，故被形象的称作“电子云”。 概率密度 电子云中的小黑点并不代表电子，也不代表电子真实出现的次数，小黑点是电子在原子核外空间出现的概率大小的形象描述，小黑点越密，表明出现的概率越大，即概率密度越大。 电子云轮廓图 为了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，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。 原子轨道定义 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。 形状 s电子的原子轨道是球形的，p电子的原子轨道是纺锤形（或哑铃形）的。 轨道半径比较 能层序数n越大，原子轨道的半径越大。不同能层的原子同种能级的原子轨道形状相似，但半径不同。半径越大，电子的能量越高。 轨道能量大小规律 （1）相同电子层上的原子轨道能量：ns<np<nd<nf。 （2）电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量是相等的。 （3）形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……。 知识5 泡利原理、洪特规则、能量最低原理☆ 项目 内容 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。电子自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。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， 2s ↑↓ 常用方向相反的箭头“↑↓”表示自旋相反的电子。如2s的轨道上的两个电子排布图为 ↑↑2s ，不能表示为 电子排布轨道表示式（又称电子排布图） 在轨道表示式中，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（或未成对电子）。 表示方法：以铝原子为例，轨道表示式中符号、数字的意义。 基态Al原子的电子排布式：Al 1s22s22p63s23p1 洪特规则 ↑2p ↑ ↑ 内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如2p轨道上有3个电子时的排布图为： ↑↓ ↑ 或 ↑ ↓ ↑ 不能表示为： 特例：在简并轨道（同一能级）上的电子排布处于全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。以铬，铜原子为例。 铬原子的核外电子排布图： 铜原子的核外电子排布图： 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，使原子的整体能量最低。 拓展 表1-1 一些元素基态院子的电子排布式和核外电子排布图 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 核外电子排布图 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s22s1 4 铍 Be 1s22s2 5 硼 B 1s22s22p1 6 碳 C 1s22s22p2 7 氮 N 1s22s22p3 8 氧 O 1s22s22p4 9 氟 F 1s22s22p5 10 氖 Ne 1s22s22p6 11 钠 Na 1s22s22p63s1 12 镁 Mg 1s22s22p63s2 13 铝 Al 1s22s22p63s23p1 14 硅 Si 1s22s22p63s23p2 15 磷 P 1s22s22p63s23p3 16 硫 S 1s22s22p63s23p4 17 氯 Cl 1s22s22p63s23p5 18 氩 Ar 1s22s22p63s23p6 19 钾 K 1s22s22p63s23p64s1 20 钙 Ca 1s22s22p63s23p64s2 21 钪 Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 22 钛 Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 23 钒 V 1s22s22p63s23p63d34s2 24 铬 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 25 锰 Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 26 铁 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 27 钴 Co 1s22s22p63s23p63d74s2 28 镍 Ni 1s22s22p63s23p63d84s2 29 铜 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 30 锌 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 . · 例题 考点：泡利原理、洪特规则、能量最低原理 6．（2026•校级模拟）若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了（　　） A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理 C．能量最低原理 D．洪特规则 【解答】解：P原子3p能级上有3个轨道，3p能级上有3个电子，3个电子应该排在3个不同的轨道上，且自旋方向相同，若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了洪特规则， 故选：D。 7．氮的化合物种类繁多，应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A．洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，，遵循能量最低原则、洪特规则、泡利原理，故A正确； B．，1s轨道未填充满，处于激发态，故B错误； C．，2s轨道未填充满，处于激发态，故C错误； D．，1s和2s均未填充满，处于激发态，故D错误； 故选：A。 8．（2026春•单元）下列3d能级的电子排布图正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A．违背了泡利不相容原理，同一轨道电子自旋方向相反，故A错误； B．符合原子核外电子排布规律，故B正确； C．违背了洪特规则，能量相同的电子，优先占据不同的原子轨道，且自旋方向相同，故C错误； D．违背了泡利不相容原理，同一轨道电子自旋方向相反，故D错误。 故选：B。 9．（2025春•拉萨期末）基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A.2p能级有3个电子，应在3个不同的轨道，不符合洪特规则，故A错误； B.2p能级有2个电子，应在2个不同的轨道，不符合洪特规则，故B错误； C.2p能级有2个电子，在2个不同的轨道，符合洪特规则，故C正确； D.2s轨道应有2个电子，2p轨道有2个电子，不符合能量最低最低原理，故D错误。 故选：C。 · 近5年高考真题 考点：电子排布式与电子排布图 1．（2025•江苏）科学家通过核反应→发现氚（）。下列说法正确的是（　　） A．表示一个质子 B．的基态原子核外电子排布式为1s12s2 C．与互为同位素 D．的原子结构示意图为 【解答】A.n表示一个中子，故A错误； B.Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，故B错误； C.质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，故C正确； D.原子核外只有2个电子，原子结构示意图为，故D错误； 故选：C。 考点：原子结构与元素的性质（共3小题） 2．（2022•浙江）X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，YX3分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是（　　） A．X与Z形成的10电子微粒有2种 B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒 C．M2Z与MQ的晶体类型不同 D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性 【解答】解：A.H和O形成的10电子微粒有OH﹣、H2O、H3O+三种，故A错误； B.ClO2可用于饮用水的消毒，故B正确； C.Na2O、NaCl均属于离子晶体，故C错误； D.NH3•H2O为一元弱碱，水溶液显碱性，故D错误； 故选：B。 3．（2021•河北）用中子轰击X原子产生α粒子（即氦核He）的核反应为：Xn→YHe。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（　　） A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液 B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2 C．X和氢元素形成离子化合物 D．6Y和7Y互为同素异形体 【解答】解：由分析可知X为B元素、Y为Li元素。 A．H3BO3酸性比较弱，可以用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液，故A正确； B．Li在空气中燃烧产物为Li2O，故B错误； C．B元素与H元素之间形成共价化合物，故C错误； D．6Li和7Li互为同位素，故D错误。 故选：A。 4．（2021•重庆）元素X、Y和Z可形成化合物X3Y3Z6，X的原子序数是Z的原子序数的5倍，1molX3Y3Z6含42mol质子，下列叙述正确的是（　　） A．X位于周期表的第二周期第VA族 B．Y的原子半径大于X的原子半径 C．Y的氧化物为无色气体 D．Z的单质与Cl2反应可生成共价化合物 【解答】解：设Z的原子序数为a，Y的原子序数为b，X的原子序数是Z的原子序数的5倍，则X的原子序数为5a，1molX3Y3Z6含42mol质子，则15a+3b+6a＝42，7a+b＝14，原子序数只能是整数，所以a只能为1、b为7，所以Z为H、Y为N、X为B元素； A．X为B元素，B原子序数是5，在周期表中B位于第二周期第ⅢA族，故A错误； B．同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，Y为N、X为B，二者位于同一周期，原子序数：X＜Y，所以r（X）＞r（Y），故B错误； C．Y为N元素，Y的氧化物有NO、NO2、N2O4等，NO2为红棕色气体，故C错误； D．Z为H元素，Z的单质和Cl2反应生成HCl，HCl中只含共价键，属于共价化合物，故D正确； 故选：D。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 知识1 能层和能级☆ 项目 内容 能层 定义 多电子原子的核外电子的能量不同，可认为原子核外的电子是分层排布的，每一层都可以叫作能层（即电子层）。根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，每一能层最多能容纳的电子数不同，最多容纳的电子数为2n2个（n为能层序数），离核越近的能层具有的能量越低。 表示方法 和关系 能层序号 一 二 三 四 五 六 七 能层符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 由近→远 能量高低 由低→高E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q) 意义 一方面表示电子到原子核的平均举例不同，另一方面表示电子能量不同 能级 定义 在多电子中，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，如同一能层的电子可分为s、p、d、f…能级，在第n能层中，各能级能量的大小顺序是：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级（1s），第二层有两个能级（2s和2p），以此类推 表示方法 能层 K L M N O… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p… 最多电子数2n2 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 … 说明 能层数=电子层数，每个能层所包含的能级数=能层序数 能层和能级的关系 （1）每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…（n代表能层序数） （2）任一能层，能级数=能层序数 （3）s、p、d、f…可容纳的电子数依次是2、6、10、14… 口诀：类比记忆，能层—楼层；能级—台阶。 · 例题 考点：原子核外电子的能级分布 1．（2026春•崆峒区校级同步）下列能级符号表示错误的是（　　） A．6s B．3d C．3f D．5p 知识2 基态、激发态、原子光谱☆ 项目 内容 基态 原子处于最低能量状态叫作基态，这样的原子叫做基态原子。常温下，绝大多数原子处于基态。 激发态 当基态原子的电子吸收能量后，它的电子会跃迁到较高能级（处于较高能量），变成激发态原子，这种状态叫作激发态，这样的原子叫激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态（基态）。时，释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 电子跃迁 当电子吸收能量后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高的轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，这个过程电子会以光的形式辐射能量，而光的波长取决于两轨道间的能量之差（电子跃迁是物理变化，未发生电子转移，一般电子只在能量相近的能级间发生电子跃迁）。 原子光谱 定义 不同元素的原子的电子发生跃迁时会发吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的。 成因 能量变化的体现。 分类 吸收光谱和发射光谱 发射光谱（高能级跃迁到低能级） 吸收光谱（低能级跃到高能级） 连续光谱：由各种波长的光的谱线组成，且波长相近的光谱线差别极小而不能分辨的光谱。 线状光谱：由具有特定波长的、彼此分离的光谱线组成的光谱。如氢原子光谱。 应用 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。 图例 关系 形成吸收光谱 ↑ 吸收能量 基态原子 电子跃迁 激发态原子 释放能量 ↓ 形成发射光谱(重要形式为光) · 例题 考点：原子核外电子的运动状态 2．（2026•四川校级二模）下列关于原子核外电子的描述正确的是（　　） A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 考点：原子核外电子的跃迁及应用 3．（2025秋•黑龙江期末）下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是（　　） A．林间的丁达尔效应 B．碱金属的焰色试验 C．闪烁的荧光棒 D．夜景LED灯光秀 知识3 构造原理与电子排布式☆☆ 1.构造原理☆ 项目 内容 定义 以光谱学事实为基础，随着核电荷数的递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 图示 例如：1s1→1s2→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2→… 能级交错 指序数较大的能层中某些能级的能量反而低于序数较小的能层中的能量的现象。如E（3d）>E（4s）、E（4d）>E（5s）、E（4f）>E（6s）等。 总结：ns→(n-2)f→(n-1)d→np 2.电子排布式☆ 项目 内容 电子排布式 定义 原子核外电子排布的一种表示方式，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。如：Al原子核外电子排布式中各符号、数字表示的意义如下： 能层 能级上的电子数 ↑ ↑Al 1s22s22p63s23p1 ↓ 能级 简单电子排布式 按照构造原理将电子一次填充到能量逐渐升高的能级中。例如 微粒 C Ne Cl K 电子排布式 1s22s22p2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p54s1 为了避免电子排布式过于繁琐，常把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，其中第一、第二能层与Ne（1s22s22p6）的核外电子排布式结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。可表示如下：[Ne] 3s1 Na 上周期稀有气体的元素符号← →该原子的价电子排布式 复杂原子的电子排布式 对于较复杂的电子排布式，应按能量从低到高排列，然后将统一能层的核外电子移到一起。例如，26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一能层的移到一起，即该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，简化为[Ar]3s64s2。 价电子 一般指最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。 主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子（即最外层电子）。 过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子（即最外层电子和部分内层电子） 价电子排布式 为了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成为价电子层（简称价层）。例如：Fe的价电子排布式为3d64s2。 结构示意图与电子排布式的关系 · 例题 考点：原子结构的构造原理 4．（2024春•同步）E代表能量，分别将下列轨道按能量由低到高的顺序排列。 （1）E3s E2s E4s E1s （2）E3s E3p E4s 考点：电子排布式与电子排布图 5．（2026•盐山县校级一模）下列有关化学用语表示正确的是（　　） A．钾离子的电子排布式：[Ar]4s1 B．基态氮原子的电子排布图： C．水的电子式： D．基态铬原子（24Cr） 的价电子排布式：3d44s2 知识4 电子云与原子轨道☆ 项目 内容 电子云定义 用小黑点电子在原子核外空间出现的概率密度分布图，因为看起来像一片云雾，故被形象的称作“电子云”。 概率密度 电子云中的小黑点并不代表电子，也不代表电子真实出现的次数，小黑点是电子在原子核外空间出现的概率大小的形象描述，小黑点越密，表明出现的概率越大，即概率密度越大。 电子云轮廓图 为了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，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。 原子轨道定义 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。 形状 s电子的原子轨道是球形的，p电子的原子轨道是纺锤形（或哑铃形）的。 轨道半径比较 能层序数n越大，原子轨道的半径越大。不同能层的原子同种能级的原子轨道形状相似，但半径不同。半径越大，电子的能量越高。 轨道能量大小规律 （1）相同电子层上的原子轨道能量：ns<np<nd<nf。 （2）电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量是相等的。 （3）形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……。 知识5 泡利原理、洪特规则、能量最低原理☆ 项目 内容 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。电子自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。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， 2s ↑↓ 常用方向相反的箭头“↑↓”表示自旋相反的电子。如2s的轨道上的两个电子排布图为 ↑↑2s ，不能表示为 电子排布轨道表示式（又称电子排布图） 在轨道表示式中，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（或未成对电子）。 表示方法：以铝原子为例，轨道表示式中符号、数字的意义。 基态Al原子的电子排布式：Al 1s22s22p63s23p1 洪特规则 ↑2p ↑ ↑ 内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如2p轨道上有3个电子时的排布图为： ↑↓ ↑ 或 ↑ ↓ ↑ 不能表示为： 特例：在简并轨道（同一能级）上的电子排布处于全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。以铬，铜原子为例。 铬原子的核外电子排布图： 铜原子的核外电子排布图： 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，使原子的整体能量最低。 拓展 表1-1 一些元素基态院子的电子排布式和核外电子排布图 原子序数 元素名称 元素符号 电子排布式 K L M N O 核外电子排布图 1 氢 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 锂 Li 1s22s1 4 铍 Be 1s22s2 5 硼 B 1s22s22p1 6 碳 C 1s22s22p2 7 氮 N 1s22s22p3 8 氧 O 1s22s22p4 9 氟 F 1s22s22p5 10 氖 Ne 1s22s22p6 11 钠 Na 1s22s22p63s1 12 镁 Mg 1s22s22p63s2 13 铝 Al 1s22s22p63s23p1 14 硅 Si 1s22s22p63s23p2 15 磷 P 1s22s22p63s23p3 16 硫 S 1s22s22p63s23p4 17 氯 Cl 1s22s22p63s23p5 18 氩 Ar 1s22s22p63s23p6 19 钾 K 1s22s22p63s23p64s1 20 钙 Ca 1s22s22p63s23p64s2 21 钪 Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 22 钛 Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 23 钒 V 1s22s22p63s23p63d34s2 24 铬 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 25 锰 Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 26 铁 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 27 钴 Co 1s22s22p63s23p63d74s2 28 镍 Ni 1s22s22p63s23p63d84s2 29 铜 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 30 锌 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 . · 例题 考点：泡利原理、洪特规则、能量最低原理 6．（2026•校级模拟）若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s233，它违背了（　　） A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理 C．能量最低原理 D．洪特规则 7．氮的化合物种类繁多，应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是（　　） A． B． C． D． 8．（2026春•单元）下列3d能级的电子排布图正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（2025春•拉萨期末）基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（　　） A． B． C． D． · 近5年高考真题 考点：电子排布式与电子排布图 1．（2025•江苏）科学家通过核反应→发现氚（）。下列说法正确的是（　　） A．表示一个质子 B．的基态原子核外电子排布式为1s12s2 C．与互为同位素 D．的原子结构示意图为 考点：原子结构与元素的性质（共3小题） 2．（2022•浙江）X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，YX3分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是（　　） A．X与Z形成的10电子微粒有2种 B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒 C．M2Z与MQ的晶体类型不同 D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性 3．（2021•河北）用中子轰击X原子产生α粒子（即氦核He）的核反应为：Xn→YHe。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（　　） A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液 B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2 C．X和氢元素形成离子化合物 D．6Y和7Y互为同素异形体 4．（2021•重庆）元素X、Y和Z可形成化合物X3Y3Z6，X的原子序数是Z的原子序数的5倍，1molX3Y3Z6含42mol质子，下列叙述正确的是（　　） A．X位于周期表的第二周期第VA族 B．Y的原子半径大于X的原子半径 C．Y的氧化物为无色气体 D．Z的单质与Cl2反应可生成共价化合物 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $