1.1 原子结构（题型专练）化学人教版选择性必修2

第一节 原子结构（题型突破·举一反三） 题型01能层与能级的关系 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轨道表示式与泡利原理、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能层与能级的关系 1．能层 (1)意义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。 (2)符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。 (3)能层序数越大，其离原子核的距离越远，能量越高。 2．能级 (1)意义：根据多电子原子中同一能层电子能量不同，将它们分成不同的能级。 (2)符号：在每一能层中，能级符号分别为ns、np、nd、nf……，其中n代表能层。 3．能层与能级的有关规律 (1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)。 (2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n为能层序数)。 (3)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍。 4．能量关系 【典例1】下列关于能层与能级的说法正确的是 A．同一原子中，s能级的电子，其电子能量不一定相同 B．任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数 C．钠原子的3s、3p、3d原子轨道均填满电子 D．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 【变式1-1】下列说法正确的是 A．同一原子中，1s、2s、3s电子能量逐渐升高 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．各电子层含有的原子轨道数为(n为电子层) 【变式1-2】以下关于能层和能级的描述，正确的是 A．能层越高，电子能量越低 B．每一能层中的能级数等于该能层的序数 C．s能级总是比p能级能量高 D．同一能层中不同能级的电子能量相同 【变式1-3】下列能层中，不包含d能级的是 A．K B．Q C．M D．N ▌题型02基态与激发态 原子光谱 1．原子的状态 (1)基态原子：处于最低能量的原子。 (2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。 2．原子光谱 不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 3．基态、激发态及光谱示意图 4．与电子跃迁有关的现象与原理 焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关，其中光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式。 【典例2】下列关于原子光谱的说法错误的是 A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因 B．原子的电子发生跃迁，是指电子从较低能量的状态变为较高能量的状态 C．原子吸收光谱法被广泛应用于元素的定量分析中 D．Na原子由时，原子释放能量，由激发态转化成基态 【变式2-1】1913年，玻尔提出氢原子模型，解释了氢原子的光谱。关于玻尔原子结构模型，下列说法中正确的是 A．玻尔原子结构模型可以解释的光谱 B．原子中的电子在定态轨道上运动时，可能会辐射能量 C．电子在不同能量的两个轨道之间发生跃迁时，一定会辐射能量 D．电子在定态轨道上的运动状态被称为基态 【变式2-2】下列有关电子跃迁、原子光谱的说法不正确的是 A．表示的是激发态原子的电子排布式 B．NaCl的焰色为黄色，与Cl原子的电子跃迁有关 C．吸收光谱为彩色背景暗线，发射光谱为暗背景彩色线 D．现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 【变式2-3】下列现象中与电子跃迁无关的是 A．节日燃放的焰火 B．舞台表演时的灯光 C．焰色试验 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 1．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。构造原理示意图： (2)能级交错：根据构造原理，随核电荷数的递增，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．电子排布式的书写 (1)书写方法 [技巧]　书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，电子在各能级排布顺序可记为ns→(n－2)f→(n－1)d→np，最后要把同一能层的不同能级移到一起。 (2)简化电子排布式 为了避免电子排布式过于烦琐，我们可以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、二能层与Ne(1s22s22p6)的核外电子排布结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。 (3)特殊原子：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。如24Cr： (4)离子的电子排布式 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层未填满的能级上。如Fe位于第四周期Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。 [知识拓展]　价电子层和价层电子排布式 (1)在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层；价电子层上排布的电子叫价层电子。 (2)价层电子排布式 ①主族元素原子最外层电子为价层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式。主族元素原子的价层电子排布式为ns1～2或ns2np1～5。如钙(Ca)的价层电子排布式为4s2，溴(Br)的价层电子排布式为4s24p5。 ②过渡元素原子次外层电子常常参与成键，其价层电子包括d(镧系、锕系除外)能级电子。如铬(Cr)的价层电子排布式为3d54s1，铜(Cu)的价层电子排布式为3d104s1。 【典例3】下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是 A． B． C． D． 【变式3-1】下列基态粒子的电子排布式表示的元素属于金属元素的是 A． B． C． D． 【变式3-2】下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B．Br- [Ar]4s2 4p5 C．Fe2+ [Ar]3d4 4s2 D．Cl- [Ar] 【变式3-3】某元素基态原子的电子排布式为。下列关于该基态原子的描述错误的是 A．有5种不同能量的电子 B．有5种不同运动状态的电子 C．有两种不同形状的电子云 D．最高能级上的3个电子自旋平行 ▌题型04电子云与原子轨道 1．电子云：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 2．原子轨道 (1)概念：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。 (2)形状 ①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 ②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 (3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 3．能层、能级与原子轨道 【典例4】下列说法不正确的是 A．电子云中点越密的地方表示电子在该区域出现的概率越大 B．同一能层不同能级中的电子其能量一定不相等 C．H原子和原子都只有K能层而无能层 D．基态P原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同 【变式4-1】在基态多电子原子中，下列说法正确的是 A．3d、4d、5d能级的轨道半径、轨道数依次增多 B．p能级的能量可能比s能级的能量高 C．2px、2py、2pz轨道相互平行， 能量相等 D．电子云图中的小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 【变式4-2】下列说法不正确的是 A．p能级能量不一定比s能级的能量高 B．原子的核外电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱 C．2p、3p、4p能级的轨道数相同 D．2p和3p轨道的形状均为哑铃状 【变式4-3】下列说法错误的是 A．能量高的电子在离核近的区域运动 B．多电子原子的核外电子排布遵循排满3p能级后其余电子先排4s能级再排3d能级 C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大 D．同一原子中，2p、3p、4p轨道的轨道数相同 ▌题型05轨道表示式与泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1．轨道表示式(电子排布图) 例如铝原子的轨道表示式可表示为 在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：。 2．能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量为最低。 3．泡利原理：每个原子轨道最多容纳两个电子且自旋方向必须相反。 4．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。 洪特规则特例 当同一能级上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬(24Cr)的价电子排布是3d54s1(3d、4s能级均为半充满)，而不是3d44s2；铜(29Cu)的价电子排布是3d104s1(3d全充满、4s半充满)，而不是3d94s2。 【典例5】下列说法错误的是 A．若基态碳原子电子排布式为违反了洪特规则 B．铍原子的核外电子排布图为，符合泡利原理 C．基态Cr原子的价层电子排布式为，符合构造原理 D．若镁元素的基态原子电子排布式为，则违反了能量最低原理 【变式5-1】下列说法错误的是 A．电子排布式违反了构造原理 B．基态原子电子排布式违反了能量最低原理 C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d6s6p D．在d轨道中电子排布成，而不排成，最直接的根据是洪特规则 【变式5-2】下列对基态原子或离子电子排布式或轨道表示式的评价正确的是 选项 基态原子或离子电子排布式或轨道表示式 评价 A C原子的轨道表示式：   错误；违反泡利原理 B N原子的轨道表示式：   错误；违反洪特规则 C Ca原子的电子排布式： 错误；违反能量最低原理 D Br的电子排布式：[Ar]4s24p5 正确 A．A B．B C．C D．D 【变式5-3】下列有关电子排布图的表述不正确的是 A．可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图 B．违背了洪特规则 C．表示基态N原子的价层电子排布图 D．表示处于激发态的B原子的电子排布图 ▌题型06基态原子核外电子排布的表示方法 核外电子排布的表示方法： 原子(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式子 实例 Al　S2－ 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，这就是电子排布式 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 价电子排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 轨道表示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 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，相应的式子叫做电子式 实例 【典例6】下列化学用语的表达正确的是 A．基态N原子的轨道表示式： B．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p2 C．2px电子云轮廓图： D．硫离子的结构示意图： 【变式6-1】下列化学用语表述正确的是 A．基态铬原子的价电子排布式： B．的电子式： C．电子云轮廓图： D．基态碳原子的电子排布图： 【变式6-2】下列化学用语正确的是 A．基态铜原子(29Cu)的电子排布式： B．基态铍原子电子占据最高能级的电子云轮廓图： C．基态C原子价电子轨道表示式： D．NH4Cl电子式为 【变式6-3】下列化学用语表述正确的是 A．用电子式表示氟化氢的形成过程： B．原子的简化电子排布式为： C．的价电子排布图： D．Cs原子的原子结构示意图为： ▌题型07基态元素原子中未成对电子的判断 1．成对电子和未成对电子的定义 一个原子轨道中只有1个电子时，该电子即为未成对电子；一个原子轨道中2个自旋相反的电子称为成对电子。 2．1～36号元素中，原子核外价层电子排布与基态原子中的未成对电子数之间的关系 (1)有1个未成对电子的价层电子排布为ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1。 (2)有2个未成对电子的价层电子排布为ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2。 (3)有3个未成对电子的价层电子排布为ns2np3、3d34s2、3d74s2。 (4)有4个未成对电子的价层电子排布为3d64s2。 (5)有5个未成对电子的价层电子排布为3d54s2。 (6)有6个未成对电子的价层电子排布为3d54s1(为Cr，是1～36号元素基态原子中，含未成对电子数最多的元素)。 [技巧]　第ⅠA、ⅢA、ⅦA族→1个未成对电子，第ⅣA、ⅥA族→2个未成对电子，第ⅤA族→3个未成对电子(主族元素原子中未成对电子数最多)，第ⅡA族、0族→不含未成对电子。 【典例7】原子序数小于18的元素X，其原子最外层中未成对电子数最多，含这种元素的阴离子可能是： A． B． C． D． 【变式7-1】锰的氧化物具有较高的应用价值。下列说法正确的是 A．Mn位于元素周期表的第三周期 B．基态O原子的核外电子有5种空间运动状态 C．在化学反应中，只能用作催化剂 D．与Mn同周期的元素原子中，基态Mn原子的未成对电子数最多 【变式7-2】碲在生产中用途广泛，常用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料等。元素周期表中碲元素的数据如图所示。下列说法正确的是 A．碲元素在元素周期表中位于第五周期第ⅣA族 B．碲元素位于元素周期表d区 C．基态碲原子的能级有4个未成对电子 D．碲原子核外电子的运动状态有52种 【变式7-3】元素周期表中铅元素的数据如图所示，下列说法中，正确的是 A．铅元素的质量数为207.2g B．基态铅原子的价层电子排布是6p2 C．基态铅原子6p能级有2个未成对电子 D．基态铅原子的最外层有4个能量相同的电子 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 原子结构（题型突破·举一反三） 题型01能层与能级的关系 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轨道表示式与泡利原理、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能层与能级的关系 1．能层 (1)意义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。 (2)符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。 (3)能层序数越大，其离原子核的距离越远，能量越高。 2．能级 (1)意义：根据多电子原子中同一能层电子能量不同，将它们分成不同的能级。 (2)符号：在每一能层中，能级符号分别为ns、np、nd、nf……，其中n代表能层。 3．能层与能级的有关规律 (1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)。 (2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n为能层序数)。 (3)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍。 4．能量关系 【典例1】下列关于能层与能级的说法正确的是 A．同一原子中，s能级的电子，其电子能量不一定相同 B．任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数 C．钠原子的3s、3p、3d原子轨道均填满电子 D．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 【答案】A 【详解】A．同一原子中，s能级的电子，能层越大，电子能量越大，A正确； B．每个能层的能级数等于该能层序数（如第三层有s、p、d三个能级），B错误； C．钠元素的原子序数为11，基态原子的价电子排布式为3s1，则3p和3d轨道均未填充电子，3s也未填满电子，C错误； D．3d能级的轨道数为5，最多容纳10个电子，且3f能级不存在，D错误； 故选A。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．同一原子中，1s、2s、3s电子能量逐渐升高 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．各电子层含有的原子轨道数为(n为电子层) 【答案】A 【详解】A．同一原子中，能级符号相同，电子层数越大，能级上的电子的能量越高，A正确； B．同一原子中，各p能级的轨道数都为3，B错误； C．能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，C错误； D．对于确定的n值(n表示电子层)，其原子轨道数为，D错误； 故选A。 【变式1-2】以下关于能层和能级的描述，正确的是 A．能层越高，电子能量越低 B．每一能层中的能级数等于该能层的序数 C．s能级总是比p能级能量高 D．同一能层中不同能级的电子能量相同 【答案】B 【详解】A．能层按照电子能量高低划分，能层越高，电子能量越高，A错误； B．第能层的能级数等于，如时只有1能级，时有2、2共2个能级，因此每一能层的能级数等于该能层序数，B正确； C．仅同一能层的能级能量低于该能层的能级，不同能层时低能层的能级能量远低于高能层的能级，如2能量低于3，C错误； D．同一能层中不同能级的能量按的顺序升高，能量不相同，D错误； 故选B。 【变式1-3】下列能层中，不包含d能级的是 A．K B．Q C．M D．N 【答案】A 【分析】能级种类数等于对应能层的序数，能级对应的角量子数，因此仅当时，能层才包含能级； 【详解】A．K能层对应，仅含1能级，不含能级，A符合题意； B．Q能层对应，，包含能级，B不符合题意； C．M能层对应，含3、3、3能级，包含能级，C不符合题意； D．N能层对应，含4、4、4、4能级，包含能级，D不符合题意； 故选A。 ▌题型02基态与激发态 原子光谱 1．原子的状态 (1)基态原子：处于最低能量的原子。 (2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。 2．原子光谱 不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 3．基态、激发态及光谱示意图 4．与电子跃迁有关的现象与原理 焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关，其中光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式。 【典例2】下列关于原子光谱的说法错误的是 A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因 B．原子的电子发生跃迁，是指电子从较低能量的状态变为较高能量的状态 C．原子吸收光谱法被广泛应用于元素的定量分析中 D．Na原子由时，原子释放能量，由激发态转化成基态 【答案】B 【详解】A．原子中的电子跃迁时伴随能量变化，能量以光的形式吸收或释放是原子光谱产生的本质原因，A正确； B．电子跃迁包含两类过程，既可以吸收能量从低能态跃迁至高能态，也可以释放能量从高能态跃迁至低能态，B错误； C．原子吸收光谱法可基于不同元素的特征吸收谱线的强度完成元素定量分析，在实际检测中应用广泛，C正确； D．基态原子价电子排布为，轨道能量高于轨道，电子从跃迁回时释放能量，由激发态转化为基态，D正确； 故选B。 【变式2-1】1913年，玻尔提出氢原子模型，解释了氢原子的光谱。关于玻尔原子结构模型，下列说法中正确的是 A．玻尔原子结构模型可以解释的光谱 B．原子中的电子在定态轨道上运动时，可能会辐射能量 C．电子在不同能量的两个轨道之间发生跃迁时，一定会辐射能量 D．电子在定态轨道上的运动状态被称为基态 【答案】A 【详解】A．核外仅有1个电子，属于类氢微粒，玻尔原子结构模型可以解释其光谱，A正确； B．原子中的电子在定态轨道上运动时能量恒定，不会辐射能量，B错误； C．电子从低能级轨道向高能级轨道跃迁时会吸收能量，并非一定辐射能量，C错误； D．电子在能量最低的定态轨道上的运动状态被称为基态，并非所有定态轨道的运动状态都是基态，D错误； 故选 A。 【变式2-2】下列有关电子跃迁、原子光谱的说法不正确的是 A．表示的是激发态原子的电子排布式 B．NaCl的焰色为黄色，与Cl原子的电子跃迁有关 C．吸收光谱为彩色背景暗线，发射光谱为暗背景彩色线 D．现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 【答案】B 【详解】A．基态原子的电子排布式为，题给排布式中能级的1个电子跃迁到了能量更高的能级，属于激发态原子的电子排布，A正确； B．的焰色为黄色，是元素的焰色反应，与原子的电子跃迁有关，和原子无关，B错误； C．原子吸收特定频率的光时，会在连续光谱的彩色背景上留下对应暗线，即为吸收光谱；原子从激发态跃迁回基态时释放特定频率的光，在暗背景上呈现彩色亮线，即为发射光谱，C正确； D．不同元素的原子结构不同，跃迁时的能量变化不同，对应特征谱线不同，因此现代化学常用原子光谱的特征谱线来鉴定元素，D正确； 故选B。 【变式2-3】下列现象中与电子跃迁无关的是 A．节日燃放的焰火 B．舞台表演时的灯光 C．焰色试验 D．平面镜成像 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态，能释放能量，光是释放能量的重要形式之一，节日燃放的焰火、舞台表演时的灯光、焰色试验都是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关。平面镜成像则是光线反射的结果，与电子跃迁无关，D符合题意； 故答案选D。 ▌题型03构造原理与电子排布式 1．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。构造原理示意图： (2)能级交错：根据构造原理，随核电荷数的递增，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．电子排布式的书写 (1)书写方法 [技巧]　书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，电子在各能级排布顺序可记为ns→(n－2)f→(n－1)d→np，最后要把同一能层的不同能级移到一起。 (2)简化电子排布式 为了避免电子排布式过于烦琐，我们可以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、二能层与Ne(1s22s22p6)的核外电子排布结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。 (3)特殊原子：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。如24Cr： (4)离子的电子排布式 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层未填满的能级上。如Fe位于第四周期Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。 [知识拓展]　价电子层和价层电子排布式 (1)在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层；价电子层上排布的电子叫价层电子。 (2)价层电子排布式 ①主族元素原子最外层电子为价层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式。主族元素原子的价层电子排布式为ns1～2或ns2np1～5。如钙(Ca)的价层电子排布式为4s2，溴(Br)的价层电子排布式为4s24p5。 ②过渡元素原子次外层电子常常参与成键，其价层电子包括d(镧系、锕系除外)能级电子。如铬(Cr)的价层电子排布式为3d54s1，铜(Cu)的价层电子排布式为3d104s1。 【典例3】下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．该排布总电子数为13，对应13号元素铝。基态Al的电子排布应为，此排布中3s轨道未填满就填充了能量更高的3p轨道，属于激发态原子，A错误； B．4s轨道能量低于4p轨道，基态应先排满4s轨道（2个电子）再排4p轨道，该排布中4s仅1个电子、4p有1个电子，属于激发态，B错误； C．4s轨道能量低于3d轨道，基态应先排满4s轨道（2个电子）再排3d轨道，且该排布不满足洪特规则半满、全满的特例情况，属于激发态，C错误； D．该电子排布符合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则，对应31号元素Ga的基态核外电子排布，D正确； 故选D。 【变式3-1】下列基态粒子的电子排布式表示的元素属于金属元素的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．基态粒子电子排布式为，对应5号元素硼，硼属于非金属元素，A错误； B．基态粒子电子排布式为，对应14号元素硅，硅属于非金属元素，B错误； C．基态粒子电子排布式为，对应31号元素镓，镓属于金属元素，C正确； D．基态粒子电子排布式为，对应35号元素溴，溴属于非金属元素，D错误； 故选C。 【变式3-2】下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B．Br- [Ar]4s2 4p5 C．Fe2+ [Ar]3d4 4s2 D．Cl- [Ar] 【答案】D 【详解】A．Si原子核外有14个电子，其基态电子排布式应为1s2 2s2 2p6 3s2 3p2，题给排布式共有16个电子，A错误； B．Br原子得到1个电子形成Br-，共有36个电子，其基态电子排布式应为[Ar]3d10 4s2 4p6，B错误； C．Fe原子的价层电子排布为3d6 4s2，形成Fe2+时先失去两个4s电子，故其基态电子排布式应为[Ar]3d6，C错误； D．Cl原子得到1个电子形成Cl-，共有18个电子，与Ar原子的电子排布相同，可简写为[Ar]，D正确； 故选D。 【变式3-3】某元素基态原子的电子排布式为。下列关于该基态原子的描述错误的是 A．有5种不同能量的电子 B．有5种不同运动状态的电子 C．有两种不同形状的电子云 D．最高能级上的3个电子自旋平行 【答案】B 【详解】A．电子排布涉及5个能级（1s、2s、2p、3s、3p），每个能级能量不同，因此有5种不同能量的电子，故A正确； B．根据泡利不相容原理，电子的运动状态各不相同，该原子有15个电子，因此有15种不同运动状态的电子，而非5种，故B错误； C． s轨道的电子云形状为球形，p轨道（l=1）的电子云形状为哑铃形，该原子含s轨道和p轨道电子，因此有两种不同形状的电子云，故C正确； D． 该原子核外电子的最高能级为3p能级，有3个电子，根据洪特规则，它们分占不同轨道且自旋平行，故D正确； 故答案选Ｂ。 ▌题型04电子云与原子轨道 1．电子云：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 2．原子轨道 (1)概念：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。 (2)形状 ①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 ②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 (3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 3．能层、能级与原子轨道 【典例4】下列说法不正确的是 A．电子云中点越密的地方表示电子在该区域出现的概率越大 B．同一能层不同能级中的电子其能量一定不相等 C．H原子和原子都只有K能层而无能层 D．基态P原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同 【答案】C 【详解】A．电子云中点的疏密代表电子在对应区域出现的概率密度大小，点越密表示电子出现概率越大，A正确； B．同一能层中不同能级的能量满足，能量一定不相等，B正确； C．和原子核外仅能层填充有电子，但等更高能层是客观存在的（电子激发时可跃迁到高能层），并非不存在，C错误； D．基态原子未成对电子位于能级，分属三个轨道，电子云伸展方向分别沿轴，各不相同，D正确，不符合题意； 故选C。 【变式4-1】在基态多电子原子中，下列说法正确的是 A．3d、4d、5d能级的轨道半径、轨道数依次增多 B．p能级的能量可能比s能级的能量高 C．2px、2py、2pz轨道相互平行， 能量相等 D．电子云图中的小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 【答案】B 【详解】A．3d、4d、5d能级的轨道数都是5个，轨道数相等，A错误； B．相同能层的p能级的能量比s能级的能量高，不同能层不一定p能级的能量比s能级的能量高，B正确； C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，同一能级的不同轨道的能量相同，所以2px、2py、2pz轨道的能量相同，C错误； D．在电子云示意图中，小黑点是电子在原子核外出现概率密度的形象描述，而不是表示电子绕核作高速圆周运动的轨迹，D错误； 故选B。 【变式4-2】下列说法不正确的是 A．p能级能量不一定比s能级的能量高 B．原子的核外电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱 C．2p、3p、4p能级的轨道数相同 D．2p和3p轨道的形状均为哑铃状 【答案】B 【详解】A．不同能层的能级能量需结合能层判断，如能级能量低于能级，因此能级能量不一定比能级高，A正确； B．原子光谱包括吸收光谱和发射光谱，电子从基态跃迁到激发态吸收能量产生吸收光谱，从激发态跃迁到基态释放能量产生发射光谱，并非仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱，B错误； C．能级的轨道数均为3，因此、、能级的轨道数相同，C正确； D．所有轨道的形状均为哑铃状，因此和轨道形状均为哑铃状，D正确； 故选B。 【变式4-3】下列说法错误的是 A．能量高的电子在离核近的区域运动 B．多电子原子的核外电子排布遵循排满3p能级后其余电子先排4s能级再排3d能级 C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大 D．同一原子中，2p、3p、4p轨道的轨道数相同 【答案】A 【详解】A．原子核外电子能量越低，运动区域离核越近，能量越高的电子在离核更远的区域运动，A错误； B．多电子原子核外电子排布遵循构造原理，能级能量大小为，因此排满3p能级后电子先排入4s能级再排3d能级，B正确； C．同一原子中，能级符号相同时，能层序数越大，对应电子能量越高，因此1s、2s、3s电子能量逐渐增大，C正确； D．p能级的轨道数均为3，因此同一原子中2p、3p、4p轨道的轨道数相同，D正确； 故选A。 ▌题型05轨道表示式与泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1．轨道表示式(电子排布图) 例如铝原子的轨道表示式可表示为 在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：。 2．能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量为最低。 3．泡利原理：每个原子轨道最多容纳两个电子且自旋方向必须相反。 4．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。 洪特规则特例 当同一能级上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬(24Cr)的价电子排布是3d54s1(3d、4s能级均为半充满)，而不是3d44s2；铜(29Cu)的价电子排布是3d104s1(3d全充满、4s半充满)，而不是3d94s2。 【典例5】下列说法错误的是 A．若基态碳原子电子排布式为违反了洪特规则 B．铍原子的核外电子排布图为，符合泡利原理 C．基态Cr原子的价层电子排布式为，符合构造原理 D．若镁元素的基态原子电子排布式为，则违反了能量最低原理 【答案】C 【详解】A．基态碳原子电子排布式为，依据洪特规则，2p能级上的2个电子应占据2p能级的2个轨道，所以违反了洪特规则，A正确； B．铍元素原子序数为4，1s和2s能级均只有一个原子轨道，核外电子排布图为，符合泡利原理，B正确； C．基态Cr的价层电子排布式为，属于半充满稳定结构的特殊排布，并不符合构造原理，属于洪特规则的特例，C错误； D．Mg元素的基态原子电子排布式为，若基态Mg原子电子排布式写成，违反了能量最低原理，D正确； 故选C。 【变式5-1】下列说法错误的是 A．电子排布式违反了构造原理 B．基态原子电子排布式违反了能量最低原理 C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d6s6p D．在d轨道中电子排布成，而不排成，最直接的根据是洪特规则 【答案】C 【详解】A．按构造原理，21电子基态原子的电子排布应为。原式跳过能量较低的4s能级，直接将3个电子排入3d能级，违反构造原理，A正确； B．按能量最低原理，23电子基态原子的电子排布应为。原式把两个本应占据4s能级的电子排入3d能级，不能使原子处于最低能量状态，B正确； C．构造原理的核外电子填充顺序中，4s轨道能量低于3d，应将4s排在3d前，5s排在4d前，选项中多处不符合构造原理，C错误； D．洪特规则要求电子在能量相同的轨道中先分别占据不同轨道且自旋方向相同，因此正确的d轨道排布为，D正确； 故选C。 【变式5-2】下列对基态原子或离子电子排布式或轨道表示式的评价正确的是 选项 基态原子或离子电子排布式或轨道表示式 评价 A C原子的轨道表示式：   错误；违反泡利原理 B N原子的轨道表示式：   错误；违反洪特规则 C Ca原子的电子排布式： 错误；违反能量最低原理 D Br的电子排布式：[Ar]4s24p5 正确 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】 A．C的电子排布为，选项中的轨道表达式违反了洪特规则，2p轨道的两个电子应分布在两个不同的轨道中，自旋平行，正确的轨道表示式为，A错误； B．N的电子排布为，选项中的轨道表达式违反了泡利不相容原理，1s和2s轨道的两个电子自旋方向应该相反，正确的轨道表示式为，B错误； C．由于能量：3d＞4s，选项中的电子排布式违反了能量最低原理，正确的电子排布式为，C正确； D．的电子排布式：[Ar]，选项中的电子排布式错误，D错误； 故选C。 【变式5-3】下列有关电子排布图的表述不正确的是 A．可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图 B．违背了洪特规则 C．表示基态N原子的价层电子排布图 D．表示处于激发态的B原子的电子排布图 【答案】D 【详解】A．该电子排布为，符合单核10电子基态粒子（如、等）的核外电子排布规律，A正确； B．洪特规则要求电子在简并轨道排布时，优先分占不同轨道且自旋方向相同，该排布中2轨道的3个单电子自旋方向不全部相同，违背洪特规则，B正确； C．基态原子价层电子为，价层电子排布图应包含2轨道的2个电子和2轨道的3个电子，能表示基态原子的价层电子排布图，C正确； D．基态原子的电子排布为，该排布符合基态的电子排布特征，无电子跃迁到更高能级的情况，不属于激发态，D错误； 故选D。 ▌题型06基态原子核外电子排布的表示方法 核外电子排布的表示方法： 原子(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式子 实例 Al　S2－ 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，这就是电子排布式 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 价电子排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 轨道表示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 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，相应的式子叫做电子式 实例 【典例6】下列化学用语的表达正确的是 A．基态N原子的轨道表示式： B．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p2 C．2px电子云轮廓图： D．硫离子的结构示意图： 【答案】C 【详解】A．基态原子的能级有3个电子，根据洪特规则，电子应分占3个简并轨道且自旋平行，题图中轨道存在成对电子，且电子自旋不平行，违反洪特规则，A错误； B．锗（，32号元素），简化电子排布式应为，B错误； C．轨道电子云轮廓图为哑铃形，该图为轨道电子云的正确形状，C正确； D．硫离子（）的核电荷数为16，题图中核电荷数为18，对应原子，不是硫离子，D错误； 答案选C。 【变式6-1】下列化学用语表述正确的是 A．基态铬原子的价电子排布式： B．的电子式： C．电子云轮廓图： D．基态碳原子的电子排布图： 【答案】A 【详解】A．基态Cr为24号元素，洪特规则特例下半满结构更稳定，价电子排布式为，A正确； B．中最外层仅3个价电子，与3个Cl形成3对共用电子对，周围无孤电子对仅6个电子，图示电子式中额外多出孤电子对，正确的为，B错误； C．图示p电子云沿z轴伸展，为电子云轮廓图，电子云应沿y轴方向伸展，可表示为，C错误； D．基态C原子轨道的2个电子应分占不同轨道且自旋平行，图示电子排布图违反洪特规则，正确的为，D错误； 故选A。 【变式6-2】下列化学用语正确的是 A．基态铜原子(29Cu)的电子排布式： B．基态铍原子电子占据最高能级的电子云轮廓图： C．基态C原子价电子轨道表示式： D．NH4Cl电子式为 【答案】B 【详解】A．基态的电子排布需满足洪特规则特例，3d轨道全满结构更稳定，电子排布式为，A错误； B．基态原子电子排布为，最高能级为2s，s能级的电子云轮廓图为球形，即，B正确； C．基态C原子价电子排布式为，则其价电子轨道表示式：，C错误； D．为离子化合物，其电子式为，D错误； 故选B。 【变式6-3】下列化学用语表述正确的是 A．用电子式表示氟化氢的形成过程： B．原子的简化电子排布式为： C．的价电子排布图： D．Cs原子的原子结构示意图为： 【答案】C 【详解】A．HF为共价化合物，形成过程是共用电子对，不存在电子得失，不能标注电子转移的弯箭头，A错误； B．原子序数为34，基态原子简化电子排布式为，选项漏写，B错误； C．Fe原子序数为26，核外电子排布为，形成时先失去轨道的2个电子，价电子排布为，所给价电子排布图符合泡利原理和洪特规则，C正确； D．Cs为55号元素，核电荷数为+55，所给结构示意图核电荷数为+69，数值错误，D错误； 故选C。 ▌题型07基态元素原子中未成对电子的判断 1．成对电子和未成对电子的定义 一个原子轨道中只有1个电子时，该电子即为未成对电子；一个原子轨道中2个自旋相反的电子称为成对电子。 2．1～36号元素中，原子核外价层电子排布与基态原子中的未成对电子数之间的关系 (1)有1个未成对电子的价层电子排布为ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1。 (2)有2个未成对电子的价层电子排布为ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2。 (3)有3个未成对电子的价层电子排布为ns2np3、3d34s2、3d74s2。 (4)有4个未成对电子的价层电子排布为3d64s2。 (5)有5个未成对电子的价层电子排布为3d54s2。 (6)有6个未成对电子的价层电子排布为3d54s1(为Cr，是1～36号元素基态原子中，含未成对电子数最多的元素)。 [技巧]　第ⅠA、ⅢA、ⅦA族→1个未成对电子，第ⅣA、ⅥA族→2个未成对电子，第ⅤA族→3个未成对电子(主族元素原子中未成对电子数最多)，第ⅡA族、0族→不含未成对电子。 【典例7】原子序数小于18的元素X，其原子最外层中未成对电子数最多，含这种元素的阴离子可能是： A． B． C． D． 【答案】A 【分析】确定元素X原子序数小于18的元素中，原子最外层未成对电子数最多的元素，其最外层电子排布应为，该元素为N或P。 【详解】A．中X的化合价为+5价，原子序数小于18的第VA族元素N可形成，符合要求，A正确； B．中X的化合价为+4价，第VA族的N、P均不存在对应+4价的该类含氧酸根，B错误； C．中X的化合价为+6价，第VA族元素最高正价为+5，不存在+6价，C错误； D．中X的化合价为+7价，第VA族元素最高正价为+5，不存在+7价，D错误； 故选A。 【变式7-1】锰的氧化物具有较高的应用价值。下列说法正确的是 A．Mn位于元素周期表的第三周期 B．基态O原子的核外电子有5种空间运动状态 C．在化学反应中，只能用作催化剂 D．与Mn同周期的元素原子中，基态Mn原子的未成对电子数最多 【答案】B 【详解】A．Mn位于元素周期表的第四周期，A错误； B．基态O的核外电子排布式为1s22s22p4，其中2p能级有3个轨道，且均有电子占据，所以核外电子有5种空间运动状态，B正确； C．在化学反应中，还能用作氧化剂，C错误； D．与Mn同周期的元素原子中，基态Cr原子的未成对电子数最多，D错误； 故本题正确答案选B。 【变式7-2】碲在生产中用途广泛，常用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料等。元素周期表中碲元素的数据如图所示。下列说法正确的是 A．碲元素在元素周期表中位于第五周期第ⅣA族 B．碲元素位于元素周期表d区 C．基态碲原子的能级有4个未成对电子 D．碲原子核外电子的运动状态有52种 【答案】D 【详解】A．碲元素价电子排布为5s25p4，在元素周期表中位于第五周期ⅥA族，A错误； B．由价电子排布可知碲元素位于元素周期表p区，B错误； C．p能级有3个原子轨道，碲元素5p能级有4个电子，故有两个未成对电子，C错误； D．碲为52号元素，基态碲原子的核外电子有52个，因而碲原子核外电子的运动状态有52种，D正确； 故答案选D。 【变式7-3】元素周期表中铅元素的数据如图所示，下列说法中，正确的是 A．铅元素的质量数为207.2g B．基态铅原子的价层电子排布是6p2 C．基态铅原子6p能级有2个未成对电子 D．基态铅原子的最外层有4个能量相同的电子 【答案】C 【详解】A．207.2是铅元素的相对原子质量，不是质量数，且质量数为整数、无单位，相对原子质量单位也不是g，A错误； B．主族元素价层电子包含最外层s、p能级的电子，基态铅原子价层电子排布为，B错误； C．根据洪特规则，6p能级的2个电子会分占不同的p轨道、自旋平行，因此有2个未成对电子，C正确； D．最外层的4个电子中，6s能级的2个电子能量低于6p能级的2个电子，4个电子能量不都相同，D错误； 故答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第一节 原子结构（题型突破举一反三） 1题型01能层与能级的关系 典例精析 【典例1】A 举一反三 【变式1-1】A 【变式1-2】B 【变式1-3】A 题型02基态与激发态原子光谱 典例精析 【典例2】B 举一反三 【变式2-1】A 【变式22】B 【变式2-3】D 题型03构造原理与电子排布式 典例精析 【典例3】D 举一反三 【变式3-1】C 【变式3-2】D 【变式3-3】B 1/3 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型04电子云与原子轨道 三典例精析 【典例4】C 举一反三 【变式41B 【变式42】B 【变式43】A 题型05轨道表示式与泡利原理、洪特规则、能量最低原理 典例精析 【典例5】c 举一反三 【变式51】C 【变式52】C 【变式5-3】D 题型06基态原子核外电子排布的表示方法 典例精析 【典例6)c 举一反三 【变式61】A 【变式6-2】B 【变式63】C 题型07基态元素原子中未成对电子的判断 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精析 【典例7】A 举一反三 【变式71】B 【变式7-2】D 【变式73】C 3/3