1.1 原子结构（5大题型，举一反三题型专练，天津专用）化学人教版选择性必修2

第一节 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及其表示方法 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01 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按 不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 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 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越 ，离原子核越远 （3）能层数量规律: ①每一层最多容纳的电子数： 个。②最外层电子数不超过 个（K层为最外层时不超过2个）。③次外层电子数不超过 个，倒数第三层不超过 个。 （4）能层能量规律: ①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越 ，电子的能量越高。③能量的高低顺序为 2.能级 (1)定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 (2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母 等表示。 (3)能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 (4)能层与能级的有关规律 ①能级的 =所在能层的能层序数 ②能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的 倍。即s级最多容纳 个电子， 级最多容纳6个电子，d级最多容纳 个电子， 级最多容纳14个电子 ③英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳 个电子。 ④每一能层最多容纳电子数为 （n为能层序数） ⑤各能级所在能层的取值：ns(n≥ )；np(n≥ )；nd(n≥ )；nf(n≥ )。 ⑥能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) …… ⑦不同能层中同一能级，能层序数越 ，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s) ⑧不同原子同一能层，同一能级的能量大小 同。例如：Ar的1s能级的能量 S的1s能级的能量 【典例1】（25-26高二上·天津和平·阶段检测 节选）E元素为元素周期表36号以前的元素，基态的正三价离子的3d轨道为半充满，其元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。其电子占据的最高能层的符号是________。 【变式1-1】（25-26高二上·天津·阶段检测）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1-2】（24-25高二下·天津红桥·期中）人类对核外电子运动的认识不断进步。下列说法正确的是 A．电子在固定的圆周轨道上绕核运动 B．2、2、2轨道相互平行且能量相等 C．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 D．同一原子的2s轨道比1s轨道半径大，且能量高 【变式1-3】（24-25高二上·天津滨海新区·期末）下列叙述正确的是 A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束 C．在一个原子中可以出现运动状态相同的2个电子 D．各能层含有的原子轨道数为2n2 题型02 基态与激发态 原子光谱 1.基态与激发态 (1)基态原子：处于 能量状态的原子叫做基态原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到 能级，变为激发态原子 (3)基态原子与激发态原子的关系 【特别提醒】①电子的跃迁是 变化(未发生电子转移)。 ②电子可以从基态跃迁到激发态，相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较 能量的激发态乃至基态， 能量。 是电子跃迁释放能量的重要形式。举例：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等 ③激发态原子 ，易 能量变为基态原子。 ④一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2 表示基态碳原子，1s22s12p3为 态碳原子（电子数不变）。 2.原子光谱 (1)定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的 光谱，总称原子光谱。 (2)形成原因： (3)原子光谱的应用——光谱分析 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 分析。 【典例2】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为的元素位于第四周期第族 C．现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析 D．磷原子的价电子轨道表示式违反了泡利原理 【变式2-1】（25-26高二上·天津河东·阶段检测）下列说法不正确的是 A．能级的能量一定比能级的能量高 B．在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素 C．同一原子处于激发态时的能量一定高于其处于基态时的能量 D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色 【变式2-2】（25-26高二上·天津·期末）下列说法不正确的是 A．利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素 B．反应  ，该反应能自发进行 C．化学平衡常数越大反应物的平衡转化率越大 D．升高温度或加入催化剂都能使活化分子的百分数增大 【变式2-3】（25-26高二上·天津·阶段检测）化学与生产、生活、社会和环境等密切相关，下列说法错误的是 A．日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关 B．氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能，从而加速臭氧的分解反应 C．铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性，镀层局部破损后仍然具有防护作用 D．是一种新型净水剂，还原产物可以水解生成胶体 题型03 构造原理与电子排布式及其表示方法 1.构造原理 (1)内容：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 称为构造原理。 (2)构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的 。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s (3)能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 (1)定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的 来表示电子排布的式子。 (2)表示方法： (3)书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层 排列即可得到电子排布式。 注：(1)在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在 ，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 (5)简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的 元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 (6)价层电子排布式 ①价电子层的定义：为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 称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是 电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除 电子外，还可能包括 电子。 ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 【典例3】（25-26高二下·天津武清·阶段检测）下列有关化学用语的表述不正确的是 A．基态Se原子的价层电子排布式为：4s24p4 B．醛基的电子式可表示为   C．基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为： D．基态碳原子的核外电子轨道表示式为： 【变式3-1】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）下列有关原子结构与性质的说法正确的是 A．从s轨道形状来看，氢原子核外电子绕核做圆周运动 B．氧的电子排布图表示为违背了泡利原理 C．光谱实验中，镁原子的电子排布由1s22s22p63s2变为1s22s22p63p2时，可摄取到吸收光谱 D．原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用+和-表示，称为电子的自旋磁量子数。基态 Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2 【变式3-2】（25-26高二下·天津·开学考试）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．S原子的原子结构示意图：   B．基态Br原子的价层电子排布式：4s24p5 C．基态Cr原子的价层电子轨道表示式：   D．的电子云轮廓图： 【变式3-3】（24-25高二下·天津·期中）下列表达式正确的是 A．碳原子的L层电子轨道表示式： B．基态碳原子核外有三种能量不同的电子 C．基态溴原子的价电子排布式是 D．H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云 电子云是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。 注：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越 。 ②电子云图中的小点并不代表 ，小点的数目也不代表电子实际出现的 。 ③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云 图。 (3)电子云轮廓图： s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是 形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越大，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是 状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py,和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。 图：px、py、pz的电子云轮廓图 2.原子轨道 (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 注：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量 。 ②人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为 轨道。 (3)各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 7 【典例4】（24-25高二下·天津红桥·期中）人类对核外电子运动的认识不断进步。下列说法正确的是 A．电子在固定的圆周轨道上绕核运动 B．2、2、2轨道相互平行且能量相等 C．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 D．同一原子的2s轨道比1s轨道半径大，且能量高 【变式4-1】（25-26高二上·天津和平·阶段检测）A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素且原子序数依次增大。请完成下列空白： (1)A是宇宙中含量最多的元素，其元素符号为________。 (2)B元素基态原子的最外层有2个未成对电子和2个成对电子，其元素符号为________。 (3)C元素的原子最外层电子排布式为，其元素符号为________。 (4)D是未成对电子数最多的元素，其元素符号为________，它位于________族，其基态原子的简化电子排布式为________。 (5)E元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满，其元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。其电子占据的最高能层的符号是________。 (6)F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。F的元素符号为________，属于________区，其基态原子的价层电子的轨道表示式为________。 【变式4-2】（25-26高二上·天津蓟州·阶段检测）地壳中含有H、O、Si、Al、Fe、K、Ti等多种元素。请回答下列有关问题。 (1)基态钙原子中，其电子占据的最高能层的符号是________，基态钙离子的电子占据的最高能级共有______个原子轨道，其形状是____________。 (2)铁成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式是4f66s2，的价层电子排布式为____________； (3)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子价电子层的电子排布图是________________，基态Ti原子M层核外电子排布式为____________，最高能层电子的电子云轮廓形状为________。 (4)Fe元素在元素周期表的位置是________，画出铁元素的原子结构示意图________，基态铁原子的电子在核外的空间运动状态有______种。Fe3+比Fe2+稳定性更强，原因是____________________。 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 1.电子自旋 （1）定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做 。电子自旋可以比喻成地球的自转。 （2）两种取向及表示方法：电子自旋在空间有 时针和 时针两种取向。常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相 的电子。 注：① 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。 ②能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定 的运动状态，电子能量与 、能级有关，电子运动的空间范围与 轨道有关 ③一个原子中 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，最多只能容纳 个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称为泡利不相容原理）。 3、电子排布的轨道表示式 (1)含义：轨道表示式(又称 图)是表述电子排布的一种图式。 举例：如氢和氧的基态原子的轨道表示式： (2)书写方法：以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 4.洪特规则 (1)内容：基态原子中，填入 轨道的电子总是先单独分占，且自旋 ，称为洪特规则。 注： ①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 ②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次 不同轨道，剩余的电子再以自旋 依次填入各轨道。 (2)特例：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 的能量和较 的稳定性。 举例：如基态24Cr的电子排布式为 ,为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ； 基态29Cu的电子排布式为 ，易错写为[Ar]3d94s2。 5.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 的原子轨道，使整个原子的能量最 ，这就是能量最低原理。 基态原子的核外电子排布遵循 原理、 规则和能量最低原理。 【典例5】（25-26高二上·天津蓟州·阶段检测）下列关于多电子原子核外电子排布的说法错误的是 A．各能层含有的能级数等于能层序数 B．基态溴原子的简化电子排布式是[Ar]4s24p5 C．6C的电子排布式违反了洪特规则 D．某基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，最外层电子数是2 【变式5-1】（24-25高二下·天津红桥·期中）下列电子排布图能表示碳原子的最低能量状态的是 A． B． C． D． 【变式5-2】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）回答下列问题： I．北宋卷轴画千里江山图，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、砗磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、氮、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 (1)的价电子的轨道表示式为______________，O的电子排布式______________________，基态Fe的价电子排布式为_________。 (2)基态硫原子核外电子的空间运动状态有 ______ 种，电子占据的最高能级原子轨道形状是 ______ 形。 (3)下列原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是 ______ (填序号)。 A． B． C． D． Ⅱ．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑧在图中的位置，回答下列问题： (4)基态②原子的核外有 ______ 种运动状态不同的电子。 (5)④有_________种能量不同的电子。 (6)基态⑤的简单离子结构示意图为 ______ 。 (7)基态⑥原子中，其占据的最高能层的符号是 ______。 (8)基态⑦原子的基态核外电子排布式为 ____________ 。 【变式5-3】（25-26高二上·天津南开·阶段检测）元素及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)N在元素周期表中位于第_______族，基态N原子的电子排布式______________。 (2)基态N原子中，其电子占据的最高能层的符号是__________。基态的电子占据的最高能级有__________个原子轨道，其形状是_________________。 (3)基态Ni原子的价电子排布式为_________，基态的核外电子排布式___________。 (4)基态S原子的价层电子轨道表示式为_______________，其原子核外电子共有__________种空间运动状态。 (5)对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，不正确的是_____________。 A．能量相同 B．自旋方向相同 C．在同一原子轨道 D．原子轨道的形状相同 (6)具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素的是_________。 A．最外层有1个电子的原子 B．最外层电子排布式为的原子 C．最外层有3个未成对电子的原子 D．次外层无未成对电子的原子 1 / 2 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 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 o 目录导航 >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及其表示方法 >题型04电子云与原子轨道 >题型05泡利原理洪特规侧能量最低原理 >题型01能层与能级 典例精讲 (典例1Fe 1s22s22p3s23p3d4s2 N 举一反三 【变式11】B 【变式1-2】D 【变式1-3】A >题型02基态与激发态原子光谱 典例精讲 【典例2】C 举一反三 【变式2-1】A 【变式2-2】B 【变式23】A 1/4 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 >题型03构造原理与电子排布式及其表示方法 典例精讲 【典例3】C 举一反三 【变式31】C 【变式3-2】C 【变式33】B >题型04电子云与原子轨道 典例精讲 【典例4】D 举一反王 》 【变式41】.(1)H (2)C 3)F (4) Cr VIB [4r]3d4s 1s22s22p63s23p3d4s2 (5) Fe N 3d 4s (6) Cu ds 【变式42】(1) N 哑铃形； (2) 4s 4f 3d 4s 3) 3s23p3d 球形 214 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 4) 第四周期第IⅢ族 142 15 Fe+的价层电子排布为3d为半满稳定结构。 >题型05泡利原理洪特规则能量最低原理 典例精讲 【典例5】B 举一反三 【变式51】A N ↑ 【变式52】(1) 3d 4s 1s22s22p4 3d4s2 2) 9 哑铃（或纺锤） 3)D (4)9 (5)5 (6 +16 ON 图s22x22p3x23p3dr4 （或【4]3d4s VA 1s22s22p 【变式53】(1) (②) L 哑铃形（或纺锤形） 3) 3d4s2 1s2s2p3s23p3d（或A3d 314 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 3s 3p ④ ① 9 (6)C (6)c 4/4 第一节 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及其表示方法 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01 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按能量不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 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 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远 （3）能层数量规律: ①每一层最多容纳的电子数：2n2个。②最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。③次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。 （4）能层能量规律: ①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越高，电子的能量越高。③能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。 2.能级 (1)定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 (2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f 等表示。 (3)能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 (4)能层与能级的有关规律 ①能级的个数=所在能层的能层序数 ②能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子 ③英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 ④每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数） ⑤各能级所在能层的取值：ns(n≥1)；np(n≥2)；nd(n≥3)；nf(n≥4)。 ⑥能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) …… ⑦不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s) ⑧不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量 【典例1】（25-26高二上·天津和平·阶段检测 节选）E元素为元素周期表36号以前的元素，基态的正三价离子的3d轨道为半充满，其元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。其电子占据的最高能层的符号是________。 【答案】 【详解】正三价离子3d轨道半充满（即），说明基态Fe原子失去3个电子后得到该离子，基态Fe电子排布为，电子占据的最高能层为第4层，符号N 。 【变式1-1】（25-26高二上·天津·阶段检测）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1-2】（24-25高二下·天津红桥·期中）人类对核外电子运动的认识不断进步。下列说法正确的是 A．电子在固定的圆周轨道上绕核运动 B．2、2、2轨道相互平行且能量相等 C．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 D．同一原子的2s轨道比1s轨道半径大，且能量高 【答案】D 【详解】A．电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A错误； B．2、2、2轨道相互垂直、能量相等，B错误； C．电子从激发态跃迁到基态时放出能量，能产生发射光谱，C错误； D．同一原子的2s轨道能量比1s轨道能量大，2s轨道半径更大，D正确； 故选D。 答案选B。 【变式1-3】（24-25高二上·天津滨海新区·期末）下列叙述正确的是 A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束 C．在一个原子中可以出现运动状态相同的2个电子 D．各能层含有的原子轨道数为2n2 【答案】A 【详解】A．原子核外各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7，A正确； B．当n=1时，只有1s能级，n=2时只有两个能级2s、2p能级，n=3时只有3s、3p、3d，均没有f能级，B错误； C．在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C错误； 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(n为能层序数)，D错误； 故答案为：A。 题型02 基态与激发态 原子光谱 1.基态与激发态 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子叫做基态原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子 (3)基态原子与激发态原子的关系 【特别提醒】①电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)。 ②电子可以从基态跃迁到激发态，相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，释放能量。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。举例：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等 ③激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。 ④一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2 表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）。 2.原子光谱 (1)定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 (2)形成原因： (3)原子光谱的应用——光谱分析 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。 【典例2】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为的元素位于第四周期第族 C．现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析 D．磷原子的价电子轨道表示式违反了泡利原理 【答案】C 【详解】A．镁原子由转化为时，电子从低能级跃迁到高能级，需要吸收能量，A错误； B．价电子排布为的元素为铜元素，位于第四周期第族，B错误； C．不同元素的原子光谱具有特征谱线，现代化学中利用该特征鉴定元素的方法就称为光谱分析，C正确； D．泡利原理是指一个原子轨道中最多容纳2个自旋相反的电子，该价电子轨道表示式违反的是洪特规则（简并轨道上电子应优先分占不同轨道且自旋平行），D错误； 故选C。 【变式2-1】（25-26高二上·天津河东·阶段检测）下列说法不正确的是 A．能级的能量一定比能级的能量高 B．在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素 C．同一原子处于激发态时的能量一定高于其处于基态时的能量 D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色 【答案】A 【详解】A．p能级的能量不一定比s能级高，例如2p能级的能量低于3s能级，同一能层的能级的能量一定比能级的能量高，例如2p能级的能量高于2s能级，A错误； B．光谱分析法利用元素特征谱线鉴定元素，是现代化学常用手段，B正确； C．基态是原子能量最低状态，激发态能量更高，C正确； D．焰色试验中，金属原子电子吸收能量跃迁至激发态，再跃迁回基态时释放特定波长的光，形成特征焰色，D正确； 故选A。 【变式2-2】（25-26高二上·天津·期末）下列说法不正确的是 A．利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素 B．反应  ，该反应能自发进行 C．化学平衡常数越大反应物的平衡转化率越大 D．升高温度或加入催化剂都能使活化分子的百分数增大 【答案】B 【详解】A．每种元素都有独特的谱线，所以利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，A正确； B．由方程式可知，该反应是熵减的吸热反应，任何温度下反应的(ΔH-TΔS)均大于0，一定不能自发进行，B错误； C．反应的化学平衡常数越大，说明反应程度越大，反应物的平衡转化率通常越高，C正确； D．升高温度，活化分子的数目和百分数均增大；加入催化剂，反应的活化能降低，活化分子的数目和百分数均增大，D正确； 故选B。 【变式2-3】（25-26高二上·天津·阶段检测）化学与生产、生活、社会和环境等密切相关，下列说法错误的是 A．日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关 B．氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能，从而加速臭氧的分解反应 C．铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性，镀层局部破损后仍然具有防护作用 D．是一种新型净水剂，还原产物可以水解生成胶体 【答案】A 【详解】A．日常生活中的焰火、LED灯光、激光都是原子核外电子从高能级向低能级跃迁时，以光的形式释放多余的能量，并非是电子跃迁吸收能量，与吸收能量无关，A错误； B．氟氯烃分解产生的氯原子是臭氧分解反应的催化剂，催化剂的核心作用就是降低反应的活化能，从而加速臭氧分解的反应速率，B正确； C．铁表面镀锌可隔绝空气防护铁腐蚀，且锌的活泼性强于铁，镀层局部破损后形成原电池时锌作负极被消耗，铁作正极仍被保护，C正确； D．具有强氧化性可杀菌消毒，其还原产物水解可生成胶体，能吸附水中悬浮杂质达到净水效果，D正确； 故选A。 题型03 构造原理与电子排布式及其表示方法 1.构造原理 (1)内容：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。 (2)构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s (3)能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 (1)定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表示方法： (3)书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：(1)在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 (5)简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 (6)价层电子排布式 ①价电子层的定义：为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称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 【典例3】（25-26高二下·天津武清·阶段检测）下列有关化学用语的表述不正确的是 A．基态Se原子的价层电子排布式为：4s24p4 B．醛基的电子式可表示为   C．基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为： D．基态碳原子的核外电子轨道表示式为： 【答案】C 【详解】A．Se是第四周期第ⅥA族元素，价层电子数为最外层电子数，排布式为4s24p4，A正确； B．醛基结构简式为−CHO，C与O形成双键、C与H形成单键，还存在1个未成对电子，电子式为 ，B正确； C．基态铍原子电子排布为1s22s2，最外层电子云轮廓图为球形，C错误； D．基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，根据洪特规则，2p轨道2个电子占不同轨道且自旋平行，选项中轨道表示式满足规则，D正确； 故答案选C。 【变式3-1】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）下列有关原子结构与性质的说法正确的是 A．从s轨道形状来看，氢原子核外电子绕核做圆周运动 B．氧的电子排布图表示为违背了泡利原理 C．光谱实验中，镁原子的电子排布由1s22s22p63s2变为1s22s22p63p2时，可摄取到吸收光谱 D．原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用+和-表示，称为电子的自旋磁量子数。基态 Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2 【答案】C 【详解】A．s轨道是球形，描述的是电子云轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大小，s电子不是做圆周运动，A错误； B．氧的电子排布图表示为违背了洪特规则，B错误； C．光谱实验中，镁原子的电子排布由变为时，电子由低能级跃迁到高能级，吸收能量，可摄取到吸收光谱，C正确； D．基态锰()的价电子排布为，原子的轨道有5个自旋相同的电子，轨道有2个自旋相反的电子，故价电子自旋磁量子数的代数和为或，D错误； 故答案选C。 【变式3-2】（25-26高二下·天津·开学考试）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．S原子的原子结构示意图：   B．基态Br原子的价层电子排布式：4s24p5 C．基态Cr原子的价层电子轨道表示式：   D．的电子云轮廓图： 【答案】C 【详解】 A．S原子的核电荷数为16，原子结构示意图为 ，A 正确； B．基态Br原子的核外电子排布式为，价层电子排布式为，B 正确； C．基态Cr原子的核外电子排布式为，半充满更稳定，基态原子的价层电子轨道表示式为，C 错误； D．电子云的轮廓图为沿y轴分布的哑铃形，图示符合轨道的空间特征，D 正确； 故答案选C。 【变式3-3】（24-25高二下·天津·期中）下列表达式正确的是 A．碳原子的L层电子轨道表示式： B．基态碳原子核外有三种能量不同的电子 C．基态溴原子的价电子排布式是 D．H原子的电子云图，由图可见H原子核外靠近核运动的电子多 【答案】B 【详解】 A．碳元素的原子序数为6，L层电子排布式为2s22p2，轨道表示式为，故A错误； B．碳元素的原子序数为6，基态原子的电子排布式为1s22s22p2，共有3个能级，则原子核外有三种能量不同的电子，故B正确； C．溴元素的原子序数为35，基态原子的价电子排布式4s24p5，故C错误； D．氢原子的原子核外只有1个电子，则氢原子的电子云图说明核外电子在原子核附近出现的几率大，故D错误； 故选B。 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云 电子云是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。 注：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越大。 ②电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数。 ③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 (3)电子云轮廓图： s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越大，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是哑铃状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py,和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。 图：px、py、pz的电子云轮廓图 2.原子轨道 (1)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。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 注：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同。 ②人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 (3)各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 【典例4】（24-25高二下·天津红桥·期中）人类对核外电子运动的认识不断进步。下列说法正确的是 A．电子在固定的圆周轨道上绕核运动 B．2、2、2轨道相互平行且能量相等 C．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱 D．同一原子的2s轨道比1s轨道半径大，且能量高 【答案】D 【详解】A．电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A错误； B．2、2、2轨道相互垂直、能量相等，B错误； C．电子从激发态跃迁到基态时放出能量，能产生发射光谱，C错误； D．同一原子的2s轨道能量比1s轨道能量大，2s轨道半径更大，D正确； 故选D。 【变式4-1】（25-26高二上·天津和平·阶段检测）A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素且原子序数依次增大。请完成下列空白： (1)A是宇宙中含量最多的元素，其元素符号为________。 (2)B元素基态原子的最外层有2个未成对电子和2个成对电子，其元素符号为________。 (3)C元素的原子最外层电子排布式为，其元素符号为________。 (4)D是未成对电子数最多的元素，其元素符号为________，它位于________族，其基态原子的简化电子排布式为________。 (5)E元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满，其元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。其电子占据的最高能层的符号是________。 (6)F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。F的元素符号为________，属于________区，其基态原子的价层电子的轨道表示式为________。 【答案】(1) (2) (3) (4) (5) (6) 【详解】（1）宇宙中含量最多的元素是氢，元素符号为H，符合原子序数最小的设定； （2）B的最外层共4个电子（2个未成对+2个成对），最外层电子排布为，对应碳元素C，且原子序数大于H，符合递变顺序； （3）C元素的原子最外层电子排布式为，s能级最多填充2个电子，故n=2，最外层为L层，最外层电子数为7，其原子序数为9，为F元素； （4）36号前未成对电子数最多的是24号Cr，有6个未成对电子（半充满稳定结构），位于第VIB族，简化电子排布式为； （5）正三价离子3d轨道半充满（即），说明基态Fe原子失去3个电子后得到该离子，基态Fe电子排布为，电子占据的最高能层为第4层，符号N； （6）M层全充满即，N层只有1个未成对电子、无成对电子，即4s轨道1个电子，总电子数为29，对应Cu元素，属于ds区，价层电子为3d和4s轨道的11个电子，轨道表示式符合全满的3d和单电子的4s的排布，故轨道表示式为。 【变式4-2】（25-26高二上·天津蓟州·阶段检测）地壳中含有H、O、Si、Al、Fe、K、Ti等多种元素。请回答下列有关问题。 (1)基态钙原子中，其电子占据的最高能层的符号是________，基态钙离子的电子占据的最高能级共有______个原子轨道，其形状是____________。 (2)铁成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式是4f66s2，的价层电子排布式为____________； (3)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子价电子层的电子排布图是________________，基态Ti原子M层核外电子排布式为____________，最高能层电子的电子云轮廓形状为________。 (4)Fe元素在元素周期表的位置是________，画出铁元素的原子结构示意图________，基态铁原子的电子在核外的空间运动状态有______种。Fe3+比Fe2+稳定性更强，原因是____________________。 【答案】(1) N 3 哑铃形； (2) 4s 4f5 (3) 3s23p63d2 球形 (4) 第四周期第VIII族 15 Fe3+的价层电子排布为3d5为半满稳定结构。 【详解】（1）钙（Ca）的原子序数为20，基态该原子电子排布式为，最高能层为第4层，其符号为N；基态钙离子是钙原子失去最外层2个4s电子后形成的，其电子排布式为，最高能级为3p能级。p能级共有3个原子轨道，p轨道的电子云轮廓形状为哑铃形。 （2）铁（Fe）的原子序数为26，基态铁原子电子排布式为，失去电子形成阳离子时，首先失去最外层的4s轨道电子；Sm的价层电子排布式为，失去3个电子形成Sm时，先失去最外层的2个6s电子，再失去1个4f电子，故其价层电子排布式为。 （3）钛（Ti）的原子序数为22，基态钛原子电子排布式为，价电子层为。则基态钛原子价电子层的电子排布图为；M层即第3层，包含3s、3p、3d三个能级，其核外电子排布式为；最高能层为第4层，只有4s电子，s轨道的电子云轮廓形状为球形。 （4）铁（Fe）的原子序数为26，位于元素周期表第四周期第VIII族；其核外有4个电子层，各层电子数分别为2、8、14、2，据此画出原子结构示意图为；电子的空间运动状态数等于电子占据的原子轨道数，铁原子占据的轨道数为1(1s) + 1(2s) + 3(2p) + 1(3s) + 3(3p) + 5(3d) + 1(4s) = 15种；Fe的价电子排布为，属于半充满稳定结构，能量较低，而Fe2+的价电子排布为，故Fe3+比Fe2+更稳定。 题型05 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 1.电子自旋 （1）定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。电子自旋可以比喻成地球的自转。 （2）两种取向及表示方法：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向。常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。 注：①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。 ②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 ③一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，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称为泡利不相容原理）。 3、电子排布的轨道表示式 (1)含义：轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。 举例：如氢和氧的基态原子的轨道表示式： (2)书写方法：以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 4.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，称为洪特规则。 注： ①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 ②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次分占不同轨道，剩余的电子再以自旋相反依次填入各轨道。 (2)特例：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高的稳定性。 举例：如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ； 基态29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，易错写为[Ar]3d94s2。 5.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，这就是能量最低原理。 基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。 【典例5】（25-26高二上·天津蓟州·阶段检测）下列关于多电子原子核外电子排布的说法错误的是 A．各能层含有的能级数等于能层序数 B．基态溴原子的简化电子排布式是[Ar]4s24p5 C．6C的电子排布式违反了洪特规则 D．某基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，最外层电子数是2 【答案】B 【详解】A．能层序数为时，能级数与相等（如仅含1个能级，含、2个能级），A正确； B．溴为35号元素，基态溴原子简化电子排布式应为，选项漏掉了填充的轨道电子，B错误； C．洪特规则要求电子在能量相同的简并轨道排布时，优先分占不同轨道且自旋平行，的轨道2个电子应分别排布在、轨道，题中排布违反洪特规则，C正确； D．该排布对应22号钛元素，最外层为第4能层，仅的2个电子，属于次外层，故最外层电子数为2，D正确； 故选B。 【变式5-1】（24-25高二下·天津红桥·期中）下列电子排布图能表示碳原子的最低能量状态的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，根据能量最低原理、洪特规则、泡利原理可知基态碳原子的轨道表达式为； 【详解】 A．基态碳原子的轨道表达式为，为碳原子的最低能量状态，A正确； B．2p能级的2个电子分占不同的轨道，但自旋相反，不是最低能量状态，B错误； C．2p能级的2个电子没有分占不同的轨道，不是最低能量状态，C错误； D．中只有5个电子，不是碳原子，D错误； 故选A。 【变式5-2】（25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测）回答下列问题： I．北宋卷轴画千里江山图，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、砗磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、氮、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 (1)的价电子的轨道表示式为______________，O的电子排布式______________________，基态Fe的价电子排布式为_________。 (2)基态硫原子核外电子的空间运动状态有 ______ 种，电子占据的最高能级原子轨道形状是 ______ 形。 (3)下列原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是 ______ (填序号)。 A． B． C． D． Ⅱ．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑧在图中的位置，回答下列问题： (4)基态②原子的核外有 ______ 种运动状态不同的电子。 (5)④有_________种能量不同的电子。 (6)基态⑤的简单离子结构示意图为 ______ 。 (7)基态⑥原子中，其占据的最高能层的符号是 ______。 (8)基态⑦原子的基态核外电子排布式为 ____________ 。 【答案】(1) (2) 9 哑铃（或纺锤） (3)D (4)9 (5)5 (6) (7)N (8) （或 ） 【详解】（1） 是29号元素，其基态原子的电子排布式为 ，价电子排布为 。根据洪特规则和泡利不相容原理，其价电子轨道表示式为 轨道全满（5个方框各填入一对自旋相反的电子）， 轨道半满（1个方框填入一个单电子），为：。 是8号元素，基态电子排布式为 。 是26号元素，基态原子的电子排布式为 ，价电子排布式为 。 （2） 是16号元素，基态电子排布式为 。核外电子占据了 （1个）、（1个）、（3个）、（1个）、（3个）共9个原子轨道，因此空间运动状态有9种。电子占据的最高能级是 能级， 轨道在空间上的形状为哑铃形（或纺锤形）。 （3）A． 是7号元素，基态电子排布式为 。根据洪特规则，基态原子的 轨道上的3个电子应分占3个不同的轨道，且自旋方向相同。违背洪特规则，其能量较高，A错误； B．违背洪特规则（自旋方向不同），其能量较高，B错误； C．2s电子激发到 轨道，为激发态，能量较高，C错误； D．完全符合泡利原理和洪特规则，为基态，能量最低，D正确。 故答案选D。 （4）根据元素周期表的位置可知，②是 F元素，核外有9个电子。在多电子原子中，没有两个电子的运动状态是完全相同的，因此有9种运动状态不同的电子。 （5）④是 元素，基态电子排布式为 。核外电子占据了 、、、、 共5个能级，同一能级中的电子能量相同，因此有5种能量不同的电子。 （6） ⑤是 元素，其简单离子为 ，核电荷数为16，核外有18个电子，分三层排布，各层电子数分别为2、8、8，具体为。 （7）⑥是 元素，基态电子排布式为 ，其占据的最高能层是第四层，能层符号为N。 （8）⑦是 元素，24号元素，根据构造原理和洪特规则特例（ 轨道半满状态更稳定），其基态核外电子排布式为 。 【变式5-3】（25-26高二上·天津南开·阶段检测）元素及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)N在元素周期表中位于第_______族，基态N原子的电子排布式______________。 (2)基态N原子中，其电子占据的最高能层的符号是__________。基态的电子占据的最高能级有__________个原子轨道，其形状是_________________。 (3)基态Ni原子的价电子排布式为_________，基态的核外电子排布式___________。 (4)基态S原子的价层电子轨道表示式为_______________，其原子核外电子共有__________种空间运动状态。 (5)对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，不正确的是_____________。 A．能量相同 B．自旋方向相同 C．在同一原子轨道 D．原子轨道的形状相同 (6)具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素的是_________。 A．最外层有1个电子的原子 B．最外层电子排布式为的原子 C．最外层有3个未成对电子的原子 D．次外层无未成对电子的原子 (1) (2) 哑铃形（或纺锤形） (3) （或） (4) (5)C (6)C 【详解】（1）氮（）是7号元素，位于元素周期表第二周期第族。其核外有7个电子，根据构造原理，基态原子的电子排布式为； （2）基态原子的电子排布式为，电子占据的最高能层是第二层，其符号为层。基态是原子得到3个电子形成的，其电子排布式为，最高能级是能级，能级包含、、共个原子轨道，轨道的空间形状为哑铃形（或纺锤形）； （3）镍（）是28号元素，基态原子的核外电子排布式为，其价电子排布式为。铁（）是26号元素，基态原子电子排布式为，失去电子形成阳离子时，先失去最外层轨道的2个电子，再失去轨道的1个电子，故基态的核外电子排布式为（或）； （4）硫（）是16号元素，其价层电子排布式为，根据泡利不相容原理和洪特规则，其价层电子轨道表示式为。核外电子的空间运动状态数等于电子占据的原子轨道总数，基态原子占据的轨道包括(1个)、(1个)、(3个)、(1个)、(3个)，共计个轨道，即有种空间运动状态； （5）A．原子的电子排布式为，其能级上的2个未成对电子分别占据两个不同的轨道。A项，这两个电子均处于能级，能量相同，正确； B．根据洪特规则，这两个电子的自旋方向相同，正确； C．这两个电子占据不同的轨道（如和），不在同一原子轨道，错误； D．它们都处于轨道，形状均为哑铃形，正确； 答案选C； （6）A．最外层有1个电子的原子可能是第族元素(如)，也可能是过渡元素(如、)，不一定属于主族； B．最外层电子排布式为的原子可能是第族元素，也可能是过渡元素（如或族元素），不一定属于主族； C．最外层有3个未成对电子，说明其最外层电子排布只能是，属于第族元素，一定属于主族元素，正确； D．次外层无未成对电子的原子，如(次外层为)，属于副族元素，不一定属于主族； 故选C。 1 / 2 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 学科网（北京）股份有限公司 $