1.1 原子结构（7大题型专项训练，江苏专用）化学人教选择性必修2

第一节 原子结构（题型突破·举一反三） 题型01 能层与能级 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 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 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·广西钦州·期末）下列关于能层和能级的叙述中正确的是 A．各电子层含有的原子轨道数为(且为整数) B．第四能层为N能层，最多容纳18个电子 C．各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束 D．多电子原子中同一能层各能级的能量高低： 【变式1-1】（25-26高二下·云南楚雄·阶段检测）下列叙述正确的是 A．各能层的原子轨道数按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．钾的M层有8个电子，所以钾的M层有4个轨道 D．各能层含有的原子轨道数为2n2 【变式1-2】（25-26高二下·湖北武汉·期中）下列关于电子云、能层与能级的说法正确的是 A．绘制电子云轮廓图时，需把电子在原子核外出现的空间全部圈出 B．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的 C．任一能层的能级总是从s能级开始，且所含能级数等于该能层序数 D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同 【变式1-3】（25-26高二下·新疆喀什·期中）下列关于能层与能级的说法中，正确的是 A．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为n2 B．任一能层的能级总是从s能级开始，以f能级结束 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的 D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相同 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),而原子得失电子发生的是化学变化。 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）分类及其特征： 吸收光谱：明亮背景的暗色谱线 发射光谱：暗色背景的明亮谱线 （4）原子光谱的应用——光谱分析 ①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。 ②生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。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。 【典例2】（25-26高二下·山西晋中·期中）原子光谱在刑侦、考古和天文领域都有重要应用，如刑侦中可通过微量物证的光谱分析锁定物质成分，天文学家可通过恒星光谱判断其元素组成。关于原子光谱，下列说法正确的是 A．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱 B．原子光谱是不连续的线状谱线 C．利用原子光谱上的特征谱线可以确定物质结构 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【变式2-1】（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）同一原子的基态和激发态相比较，正确的是 ①基态时的能量比激发态时低 ②激发态时比较稳定 ③由基态转化成激发态过程中吸收能量 ④电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 【变式2-2】（25-26高二上·四川成都·阶段检测）原子光谱在化学研究中有重要意义。下列叙述错误的是 A．不同元素原子的电子跃迁会吸收或释放不同的光 B．利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素 C．激光、LED灯光与原子吸收光有关 D．电子由激发态跃迁到基态将放出能量 【变式2-3】（25-26高二下·四川成都·阶段检测）下列关于原子结构与性质说法中，正确的是 A．基态Zn原子核外有15种不同能量状态的电子 B．基态硼原子轨道表示违背洪特规则 C．由原子光谱是离散的而非连续的谱线，可推测原子核外电子的能量是量子化的 D．基态原子最后一个电子填充在ns能级的元素都在s区 题型03 构造原理与电子排布 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。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy 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高二上·黑龙江哈尔滨·期中）下列有关构造原理的说法错误的是 A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D．构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实 【变式3-1】（25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末）下列有关构造原理的说法错误的是 A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 C．1s、2p、3d能级轨道数依次增加 D．构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实 【变式3-2】（25-26高二下·山东·阶段检测）构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序正确的是 A． B． C． D． 【变式3-3】（25-26高二上·江西南昌·期末）按要求填空： （1）根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 ①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：___________。 ②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：___________。 ③基态Ni2＋、Fe3＋、S2-的电子排布式分别为___________、___________、___________。 （2）某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为___________。 （3）基态Ti2＋中，电子占据的最高的能层符号是________，该能层有_________个能级。 （4）写出基态砷原子的电子排布式_____，砷位于元素周期表中第______周期______族。 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云 （1）概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。 （2）电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，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： ①绘制电子云轮廓图的目的：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。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来 ②s电子、p电子的电子云轮廓图 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。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的形状与取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 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】（25-26高二下·甘肃平凉·期中）下列关于原子轨道的说法不正确的是 A．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 B．两个p轨道不能形成σ键，只能形成π键 C．氧原子核外有5种空间运动状态 D．p电子的原子轨道(电子云)轮廓图呈哑铃形 【变式4-1】（25-26高二下·广西·阶段检测）下列关于原子轨道的描述错误的是 A．2p轨道电子云轮廓图呈球形 B．与原子轨道数相同 C．4f能级最多容纳14个电子 D．s轨道电子云半径随能层增大而增大 【变式4-2】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）s能级电子云轮廓图呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。 （2）X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是_______电子，X元素的符号是_______。 （3）X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，那么X的元素符号应为_______。 【变式4-3】（25-26高二上·辽宁铁岭·期末）下列化学用语或表述错误的是 A．2py电子云： B．基态硫原子价电子轨道表示式： C．用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程： D．铝原子的结构示意图为： 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）书写要求： ①在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道，1个方框代表1个原子轨道，通常在方框的下方或上方标记能级符号。 ②不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示，能量相同（同一能层相同能级）的原子轨道(简并轨道)的方框相连。 ③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);箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。 ④轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 ⑤轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。 （3）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。 （2）说明： ①基态原子的能量最低，故基态原子的电子排布是能量最低的原子轨道组合。 ②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，相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。 ③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·广东深圳·期末）制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe，还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是 A．若将基态Fe原子的核外电子排布式写为，遵循了能量最低原理 B．若将基态Si原子的核外电子排布图写为，违反了泡利原理 C．若将基态Mg原子的电子排布式写为，违反了能量最低原理 D．若将基态O原子价层电子的轨道表示式写为，违背了洪特规则 【变式5-1】（25-26高二下·陕西商洛·期中）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．铍原子的核外电子轨道表示式为，符合泡利原理 C．若硅原子核外电子轨道表示式为，则违反了泡利原理 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5-2】（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）下列关于原子核外电子排布的说法，不正确的是 A．泡利原理要求每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 B．基态铜原子的核外电子排布式为，这是洪特规则特例的体现 C．钠原子的价电子轨道表示式为，符合泡利原理 D．某基态原子的电子排布式，违反了能量最低原理 【变式5-3】（25-26高二下·天津·期末）下列关于原子核外电子排布的说法，不正确的是 A．Be原子最外层电子的电子云轮廓图： B．违反了泡利原理 C．23V的电子排布式：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D．某原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d1，违反了能量最低原理 题型06 基态原子核外电子排布的表示方法 1．电子排布式 元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上排布的电子数。如氢元素的电子排布式为： 钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，也可以简化成[Ar]4s1。 2．简单原子的电子排布式 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。 如：6C：1s22s22p2　10Ne：1s22s22p6　17Cl：1s22s22p63s23p5 19K：1s22s22p63s23p64s1 【名师点拨】 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。 3．复杂原子的电子排布式 对于较复杂的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子排到一起。 如26Fe：先按能量从低到高排列为：1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的电子排到一起，即该原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2。 4．利用构造原理书写简化电子排布式 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。 如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为：[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。再如Fe的简化电子排布式为：[Ar]3d64s2。 5．价层电子排布式 （1）与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。 （2）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)。 （3）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。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy （4）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6】（25-26高二下·甘肃武威·开学考试）下列微粒的核外电子排布的表示方法错误的是 A．基态的轨道表示式： B．的结构示意图： C．基态原子的核外电子排布式： D．基态原子的核外电子排布式： 【变式6-1】（25-26高三上·江苏盐城·开学考试）下列叙述正确的是 A．基态Cu2+电子排布式为[Ar]3d10 B．K原子结构示意图为 C．基态O原子核外电子轨道表示式为 D．基态Fe3+的价层电子排布式：3d64s2 【变式6-2】（25-26高二下·河北保定·期中）下列有关化学用语的表达正确的是 A．基态氯原子的核外电子排布式： B．甲基的电子式：. C．的结构示意图： D．基态钪原子的价层电子轨道表示式： 【变式6-3】（25-26高二下·甘肃庆阳·期中）化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语的使用正确的是 A．的结构示意图： B．基态原子的价电子排布式： C．基态原子的核外电子排布式： D．的价电子轨道表示式： 题型07 元素基态原子中未成对电子的判断 判断元素基态原子中未成对电子数，核心是依据电子排布规律写出电子排布式（或价电子排布式），再按“洪特规则”分析轨道中的电子分布。 解题必备： 判断元素基态原子中未成对电子数具体步骤如下： 1.确定原子序数：根据元素周期表找到目标元素的原子序数，即核外电子总数（中性原子）。 2.书写电子排布式：按照“能量最低原理”“泡利不相容原理”写出核外电子排布式，重点关注价电子层（最外层及次外层d、f电子），内层全满电子可简化（如用稀有气体符号表示）。 3.应用洪特规则分析：同一能级的等价轨道（如p有3个、d有5个），电子优先分占不同轨道且自旋平行。此时，每个只填1个电子的轨道对应1个未成对电子，轨道全满（2个电子）或全空则无未成对电子。 【典例7】（25-26高二下·山东临沂·阶段检测）我国科学家最近研究的一种无机盐Z3[Y(XW)6]2纳米药物，具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力，组成元素均位于前四周期。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，W原子的2p能级有3个未成对电子，Y原子的M层未成对电子数为4，Z原子的s能级和p能级电子总数相等，X、Y、Z属于不同周期。下列叙述正确的是 A．电负性：W＞X＞Z＞Y B．简单氢化物的稳定性：X＞W C．Z3[Y(XW)6]2中存在的化学键有：离子键、极性共价键、配位键 D．工业上通过电解熔融的Z的氧化物获得Z单质 【变式7-1】（25-26高二上·安徽宣城·期末）已知W、X、Y、Z、M是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图，且X、Y、Z原子最外层电子数之和等于Z的质子数，Z的简单离子半径在同周期元素中最小，只有Y与M同主族。下列说法错误的是 A．有4种元素位于p区 B．电负性：Y>M C．第一电离能：X>Y D．W与Z基态原子中未成对电子数相同 【变式7-2】（25-26高二下·西藏林芝·期中）回答下列问题： （1）基态氟原子核外有个电子，这些电子的电子云形状有___________种，有___________种不同能量的电子，占据___________个轨道。 （2）轨道上有个未成对电子的原子，元素可能为___________或___________填元素符号 （3）第周期中未成对电子数最多的原子，其外围电子排布式为___________。 （4）某基态原子核外只有个能级，且各能级电子数相等的原子，其轨道表示式为___________。 （5）某基态元素原子的层全充满，层没有成对电子，只有一个未成对电子，其基态原子的外围电子排布式为___________。 （6）中共用电子对偏向中共用电子对偏向，则、、的电负性由大到小的顺序为___________。 【变式7-3】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）按要求填空。 （1）基态Fe原子价层电子的轨道表示式为_______，Fe成为阳离子时首先失去_______轨道电子。 （2）基态Mg原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。 （3）基态某原子的最外层电子排布式是5s25p1，推断该元素位于第_______周期第_______族，该元素的最高正化合价为_______，在元素周期表中属于_______区。 （4）基态Ge原子的核外电子排布式为_______，有_______个未成对电子。 （5）镍元素基态原子的外围电子排布式为_______，3d能级上的未成对电子数为_______。 / 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 (题型突破·举一反三) 0题型01能层与能级 三典例精析 【典例1)D 举一反三 【变式1-1】A 【变式1-2】C 【变式13】C 口题型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2-2】C 【变式2-3】C 口题型03构造原理与电子排布 典例精析 【典例3】C 三举一反 【变式31】B 【变式32】B 【变式3-3】(1)1s22s22p3s23p 1s22s22p [Ar]3d [Ar]3d5 1s22s22p3s23p 113 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (2)Br (3)M 3 (4)[Ar]3d4s24p 四 VA 0题型04电子云与原子轨道 三 典例精析 【典例4】B 举一反三 【变式41】A 【变式42】(1)球 1 哑铃 (2)2p N (3)S 【变式43】D 口题型05泡利原理洪特规侧能量最低原理 典例精析 【典例5】C 举一反 【变式51】C 【变式52】C 【变式53】C 口题型06基态原子核外电子排布的表示方法 三 典例精析 【典例6】A 举一反三 213 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式6-1】B 【变式6-2】B 【变式6-3】B 口题型07元素基态原子中未成对电子的判断 典例精析 【典例7】C 举一反三 【变式7-1C 【变式7-2】(1)2 3 (2)Si (3)3d54s 2s 2p (4) (5)3d4s (6)C>H>Si 3d 4s 【变式7-3】(1) 抄个个个个闷物 (2)球 (3)五 ΠIA +3价 (4)1s22s22p3s23p3d4s24p2或[Ar]3d4s24p2 (5)3d4s22 313 第一节 原子结构（题型突破·举一反三） 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 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 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·广西钦州·期末）下列关于能层和能级的叙述中正确的是 A．各电子层含有的原子轨道数为(且为整数) B．第四能层为N能层，最多容纳18个电子 C．各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束 D．多电子原子中同一能层各能级的能量高低： 【答案】D 【解析】A．各电子层最多容纳的电子数为(最外层不超8)，原子轨道数应为而非，A错误；B．第四能层（N能层）最多容纳电子数为，B错误；C．并非所有电子层都有f能级，如第一、二、三能层无f能级，C错误；D．在多电子原子中，同一能层内能级能量顺序为，符合能级分裂规律，D正确；故选D。 【变式1-1】（25-26高二下·云南楚雄·阶段检测）下列叙述正确的是 A．各能层的原子轨道数按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．钾的M层有8个电子，所以钾的M层有4个轨道 D．各能层含有的原子轨道数为2n2 【答案】A 【解析】A．各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7，故A正确；B．各能层的能级都是从s能级开始，但不一定到f能级结束，第一能层只有s能级，第二能层只有s、p两个能级，第三能层有s、p、d三个能级，都不存在f能级，故B错误；C．M能层共有9个轨道，其中3s上有2个电子，3p上有6个电子，3d轨道是空轨道，没有电子，故C错误；D．各能层含有的原子轨道数为n2，各能层最多容纳的电子数为2n2，D错误；答案选A。 【变式1-2】（25-26高二下·湖北武汉·期中）下列关于电子云、能层与能级的说法正确的是 A．绘制电子云轮廓图时，需把电子在原子核外出现的空间全部圈出 B．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的 C．任一能层的能级总是从s能级开始，且所含能级数等于该能层序数 D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同 【答案】C 【解析】A．电子云轮廓图仅圈出电子出现概率较高的区域（如90%），而非全部空间，A错误；B．s能级无论处于哪个能层，最多容纳2个电子，容纳数与能层无关，B错误；C．能层的能级从s开始，且能级数等于能层序数（如第3能层含s、p、d共3个能级），C正确；D．同一能层中不同能级的电子能量不同，但同一能级内的电子能量相同，D错误；故选C。 【变式1-3】（25-26高二下·新疆喀什·期中）下列关于能层与能级的说法中，正确的是 A．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为n2 B．任一能层的能级总是从s能级开始，以f能级结束 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的 D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相同 【答案】C 【解析】A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为，而非，A错误；B．能级数等于该能层序数，例如n=1的能层只有s能级，n=2的能层只有s、p能级，并非所有能层都以f能级结束，B错误；C．所有s能级最多容纳的电子数均为2，因此不同能层的s能级所能容纳的最多电子数相同，C正确；D．根据泡利不相容原理，1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反，并非自旋方向相同，D错误；故答案选C。 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),而原子得失电子发生的是化学变化。 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）分类及其特征： 吸收光谱：明亮背景的暗色谱线 发射光谱：暗色背景的明亮谱线 （4）原子光谱的应用——光谱分析 ①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。 ②生产生活：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。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。 【典例2】（25-26高二下·山西晋中·期中）原子光谱在刑侦、考古和天文领域都有重要应用，如刑侦中可通过微量物证的光谱分析锁定物质成分，天文学家可通过恒星光谱判断其元素组成。关于原子光谱，下列说法正确的是 A．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱 B．原子光谱是不连续的线状谱线 C．利用原子光谱上的特征谱线可以确定物质结构 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【答案】B 【解析】A．玻尔理论仅能成功解释氢原子光谱，无法推广到多电子原子的光谱，存在局限性，A错误；B．原子中电子的能量状态是量子化的，因此原子的能级不连续，原子光谱也是不连续的线状谱线，B正确；C．在现代化学中，可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素种类，但要确定物质结构还需借助红外光谱、核磁共振波谱和X射线衍射等手段，C错误；D．原子光谱包含发射光谱和吸收光谱两类，原子核外电子从激发态跃迁至基态会释放特定频率的光，形成发射光谱；从基态跃迁到激发态时吸收特定频率的光，形成吸收光谱，两种光谱均属于原子光谱，D错误；故答案选B。 【变式2-1】（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）同一原子的基态和激发态相比较，正确的是 ①基态时的能量比激发态时低 ②激发态时比较稳定 ③由基态转化成激发态过程中吸收能量 ④电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】A 【解析】①基态时能量较低，激发态时能量较高，正确；②激发态时能量较高，较不稳定，错误；③电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态过程中吸收能量，正确；④电子从高能级的激发态跃迁至较低能级的激发态时也会产生原子光谱，并非只有跃迁到基态时才会，错误；综上，正确选项为①③；故选A。 【变式2-2】（25-26高二上·四川成都·阶段检测）原子光谱在化学研究中有重要意义。下列叙述错误的是 A．不同元素原子的电子跃迁会吸收或释放不同的光 B．利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素 C．激光、LED灯光与原子吸收光有关 D．电子由激发态跃迁到基态将放出能量 【答案】C 【解析】A．不同元素原子的电子跃迁时，有的吸收能量，有的释放能量，收不同的元素的原子发生跃迁时，会吸收或释放不同的光，具有特征性，A正确；B．每种元素在原子光谱中都有自己的特征谱线，可用于元素鉴定，B正确；C．激光和LED灯光的产生源于电子从激发态跃迁到基态时的光发射，而非原子吸收光的过程，C错误；D．电子从高能级的激发态跃迁到低能级的基态时，会以光子形式释放能量，D正确；故选C。 【变式2-3】（25-26高二下·四川成都·阶段检测）下列关于原子结构与性质说法中，正确的是 A．基态Zn原子核外有15种不同能量状态的电子 B．基态硼原子轨道表示违背洪特规则 C．由原子光谱是离散的而非连续的谱线，可推测原子核外电子的能量是量子化的 D．基态原子最后一个电子填充在ns能级的元素都在s区 【答案】C 【解析】A．基态 Zn 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，因此只有7种不同能量状态的电子，故A错误；B．泡利原理指限制每个轨道最多两个自旋相反的电子；洪特规则指在简并轨道中电子先单独占据且自旋平行，选项中硼原子轨道表示违背泡利原理，故B错误；C．电子在原子核外的能量只能取某些特定的值，电子跃迁时吸收或释放的能量是量子化的，因此产生特定波长的谱线是离散的而非连续的谱线，故C正确；D．氦（He）的基态电子排布为1s2，属于稀有气体，不在s区，故D错误；故答案选C。 题型03 构造原理与电子排布 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。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy 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高二上·黑龙江哈尔滨·期中）下列有关构造原理的说法错误的是 A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D．构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实 【答案】C 【解析】A．3d轨道能量高于4s，所以原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，A正确；B．基态铁原子价电子排布式为：3d64s2，符合基态原子电子排布规律，B正确；C．原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，但轨道充满或半充满时，能量较小，如Cu：3d104s1，Cr：3d54s1，不遵循构造原理，C错误；D．构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实，D正确；故答案为：C。 【变式3-1】（25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末）下列有关构造原理的说法错误的是 A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 C．1s、2p、3d能级轨道数依次增加 D．构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实 【答案】B 【解析】A．根据构造原理，能级能量关系为，因此电子填充顺序为，A正确；B．部分基态原子为了满足轨道半充满、全充满的低能量稳定结构，电子排布不遵循构造原理，如为、为，并非所有基态原子都遵循构造原理，B错误；C．能级轨道数为1，能级轨道数为3，能级轨道数为5，因此、、能级轨道数依次增加，C正确；D．构造原理的电子排布能级顺序是科学家根据大量光谱学事实总结得出的，D正确；故选B。 【变式3-2】（25-26高二下·山东·阶段检测）构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．相同能层不同能级能量：，A错误；B．不同能层相同能级能量：，B正确；C．不同能层不同能级能量：，所以，C错误；D．不同能层不同能级能量：，所以，D错误；故选B。 【变式3-3】（25-26高二上·江西南昌·期末）按要求填空： （1）根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 ①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：___________。 ②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：___________。 ③基态Ni2＋、Fe3＋、S2-的电子排布式分别为___________、___________、___________。 （2）某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为___________。 （3）基态Ti2＋中，电子占据的最高的能层符号是________，该能层有_________个能级。 （4）写出基态砷原子的电子排布式_____，砷位于元素周期表中第______周期______族。 【答案】（1）1s22s22p63s23p2 1s22s22p1 [Ar]3d8 [Ar]3d5 1s22s22p63s23p6 （2）Br （3）M 3 （4）[Ar]3d104s24p3 四 VA 【解析】（1）①L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅，基态原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p2；②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍，最外层电子数不超过8，故该原子只有2个电子层，最外层电子数为3，核外电子排布式为1s22s22p1，为硼元素；③Ni的原子序数为28，根据构造原理，基态Ni原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，故Ni2＋的电子排布式为[Ar]3d8；基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子排布式为[Ar]3d5；硫原子序数为16，基态硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，故S2－的电子排布式为1s22s22p63s23p6。 （2）根据价电子排布式可知该元素有4个电子层，最外层有7个电子，位于元素周期表的第四周期ⅦA族，为Br元素。 （3）Ti的原子序数为22，基态Ti原子的电子排布式为[Ar]3d24s2，故基态Ti2＋的电子排布式为[Ar]3d2，电子占据的最高能层符号为M，该能层有3s、3p、3d ，3个能级。 （4）砷的原子序数为33，基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，位于第四周期ⅤA族。 题型04 电子云与原子轨道 1.电子云 （1）概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。 （2）电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，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： ①绘制电子云轮廓图的目的：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。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来 ②s电子、p电子的电子云轮廓图 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。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的形状与取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 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】（25-26高二下·甘肃平凉·期中）下列关于原子轨道的说法不正确的是 A．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 B．两个p轨道不能形成σ键，只能形成π键 C．氧原子核外有5种空间运动状态 D．p电子的原子轨道(电子云)轮廓图呈哑铃形 【答案】B 【解析】A．量子力学中，原子核外电子的一个空间运动状态对应一个原子轨道，该表述符合原子轨道的定义，A正确；B．两个轨道若沿键轴方向以“头碰头”方式重叠可形成键，仅以“肩并肩”方式重叠时才形成键，并非只能形成键，B错误；C．氧原子的核外电子排布为，共有、、、、共5个原子轨道，即5种空间运动状态，C正确；D．电子的原子轨道（电子云）轮廓图呈哑铃形，该表述符合轨道的形状特征，D正确；故答案选B。 【变式4-1】（25-26高二下·广西·阶段检测）下列关于原子轨道的描述错误的是 A．2p轨道电子云轮廓图呈球形 B．与原子轨道数相同 C．4f能级最多容纳14个电子 D．s轨道电子云半径随能层增大而增大 【答案】A 【解析】A．s轨道电子云轮廓图为球形，p轨道电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形，2p轨道不属于s轨道，A错误；B．同一能级的原子轨道数和能层序数无关，d能级都含有5个原子轨道，因此3d与4d原子轨道数相同，B正确；C．f能级含有7个原子轨道，每个原子轨道最多容纳2个电子，因此4f能级最多容纳个电子，C正确；D．能层序数越大，能量越高，电子离核平均距离越远，因此s轨道电子云半径随能层增大而增大，D正确；故选A。 【变式4-2】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）s能级电子云轮廓图呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。 （2）X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是_______电子，X元素的符号是_______。 （3）X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，那么X的元素符号应为_______。 【答案】（1）球 1 哑铃 3 （2）2p N （3）S 【解析】（1）s能级电子云轮廓图呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，故答案为：球；1；哑铃；3； （2）根据s能级只有1个原子轨道，只能最多存放2个电子，故X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其中n=2，即X元素的原子最外层电子排布式为：2s22p3，原子中能量最高的是2p电子，X元素的符号是N； （3）根据s能级只有1个原子轨道，只能最多存放2个电子，X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，其中n=3，即X元素的原子最外层电子排布式为：3s23p4，那么X的元素符号应为S。 【变式4-3】（25-26高二上·辽宁铁岭·期末）下列化学用语或表述错误的是 A．2py电子云： B．基态硫原子价电子轨道表示式： C．用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程： D．铝原子的结构示意图为： 【答案】D 【解析】A．电子云沿轴方向呈哑铃形伸展，即，A正确；B．基态硫原子价电子排布为，其价电子轨道表示式为，B正确；C．氢分子由两个氢原子的轨道头碰头重叠形成键，即，C正确；D．铝是13号元素，其原子结构示意图为，D错误；故答案为D。 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）书写要求： ①在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道，1个方框代表1个原子轨道，通常在方框的下方或上方标记能级符号。 ②不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示，能量相同（同一能层相同能级）的原子轨道(简并轨道)的方框相连。 ③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);箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。 ④轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 ⑤轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。 （3）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。 （2）说明： ①基态原子的能量最低，故基态原子的电子排布是能量最低的原子轨道组合。 ②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，相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。 ③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·广东深圳·期末）制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe，还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是 A．若将基态Fe原子的核外电子排布式写为，遵循了能量最低原理 B．若将基态Si原子的核外电子排布图写为，违反了泡利原理 C．若将基态Mg原子的电子排布式写为，违反了能量最低原理 D．若将基态O原子价层电子的轨道表示式写为，违背了洪特规则 【答案】C 【解析】A．的原子序数为26，依据基态原子核外电子排布规律和能量最低原理，基态原子的核外电子排布式为，违背了能量最低原理，A错误；B．泡利原理是指一个原子轨道最多填入2个电子，且自旋方向相反，故若将基态原子核外电子排布图写为，违背了洪特规则，B错误；C．若将基态原子的核外电子排布式写为，则违背了能量最低原理，应先排轨道，再排轨道，C正确；D．O是8号元素，基态O原子的价层电子的轨道表示式为，没有违背洪特规则，D错误；故选C。 【变式5-1】（25-26高二下·陕西商洛·期中）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．铍原子的核外电子轨道表示式为，符合泡利原理 C．若硅原子核外电子轨道表示式为，则违反了泡利原理 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 【解析】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，故A正确；B．铍元素原子序数为4，1s、2s能级均只有一个原子轨道，该轨道表示式符合泡利原理，故B正确；C．根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占且白旋平行，该轨道表示式违反了洪特规则，故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，故D正确；故答案为C。 【变式5-2】（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）下列关于原子核外电子排布的说法，不正确的是 A．泡利原理要求每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 B．基态铜原子的核外电子排布式为，这是洪特规则特例的体现 C．钠原子的价电子轨道表示式为，符合泡利原理 D．某基态原子的电子排布式，违反了能量最低原理 【答案】C 【解析】A．泡利原理的核心内容就是一个原子轨道最多只能容纳2个自旋状态相反的电子，A正确；B．基态Cu（29号元素）电子排布为，因为全满结构更稳定，属于洪特规则的特例，B正确；C．钠是第三周期第ⅠA族元素，主族元素的价电子为最外层电子，钠价电子只有，题干的图是钠原子全部电子的轨道表示式，不是价电子轨道表示式，C错误；D．根据构造原理，轨道能量低于，能量最低原理要求电子先填充能量更低的轨道，该基态原子正确电子排布应为，题给排布先填充，确实违反了能量最低原理，D正确；故选C。 【变式5-3】（25-26高二下·天津·期末）下列关于原子核外电子排布的说法，不正确的是 A．Be原子最外层电子的电子云轮廓图： B．违反了泡利原理 C．23V的电子排布式：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D．某原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d1，违反了能量最低原理 【答案】C 【解析】A．Be原子最外层电子为2s电子，s轨道的电子云轮廓图为球形，与图一致，A正确；B．泡利原理要求同一原子轨道中最多容纳2个自旋方向相反的电子，题图中1s、2s轨道内两个电子自旋方向相同，违反泡利原理，B正确；C．基态电子排布应为，选项给出的排布式未填充能量更低的4s轨道，违反的是能量最低原理，不是洪特规则，C错误；D．4s轨道能量低于3d轨道，电子应先填充4s轨道再填充3d轨道，该排布式未填充4s就填充3d，违反能量最低原理，D正确；答案选C。 题型06 基态原子核外电子排布的表示方法 1．电子排布式 元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上排布的电子数。如氢元素的电子排布式为： 钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，也可以简化成[Ar]4s1。 2．简单原子的电子排布式 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。 如：6C：1s22s22p2　10Ne：1s22s22p6　17Cl：1s22s22p63s23p5 19K：1s22s22p63s23p64s1 【名师点拨】 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。 3．复杂原子的电子排布式 对于较复杂的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子排到一起。 如26Fe：先按能量从低到高排列为：1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的电子排到一起，即该原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2。 4．利用构造原理书写简化电子排布式 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。 如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为：[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。再如Fe的简化电子排布式为：[Ar]3d64s2。 5．价层电子排布式 （1）与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。 （2）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)。 （3）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。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy （4）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6】（25-26高二下·甘肃武威·开学考试）下列微粒的核外电子排布的表示方法错误的是 A．基态的轨道表示式： B．的结构示意图： C．基态原子的核外电子排布式： D．基态原子的核外电子排布式： 【答案】A 【解析】A．根据泡利原理，同一原子轨道中的2个电子自旋相反，A错误；B．的核外电子数是18，最外层达到8电子稳定结构，B正确；C．的核电荷数是16，符合构造原理和能量最低原理，C正确；D．的核电荷数是19，其内层电子排布与上一周期的稀有气体元素相同，D正确；故选A。 【变式6-1】（25-26高三上·江苏盐城·开学考试）下列叙述正确的是 A．基态Cu2+电子排布式为[Ar]3d10 B．K原子结构示意图为 C．基态O原子核外电子轨道表示式为 D．基态Fe3+的价层电子排布式：3d64s2 【答案】B 【解析】A．Cu是29号元素，核外含有29个电子，则基态Cu2+电子排布式为[Ar]3d9，A错误；B．K是19号元素，核外含有19个电子，电子排布式为：1s22s22p63s23p64s1，原子结构示意图为，B正确；C．基态O原子电子排布式1s22s22p4，轨道表示式为，C错误；D．Fe是26号元素，核外含有26个电子，基态Fe3+的价层电子排布式：3d5，D错误；故选B。 【变式6-2】（25-26高二下·河北保定·期中）下列有关化学用语的表达正确的是 A．基态氯原子的核外电子排布式： B．甲基的电子式：. C．的结构示意图： D．基态钪原子的价层电子轨道表示式： 【答案】B 【解析】A．基态氯原子为17号元素，完整核外电子排布式为，选项仅给出价层电子排布，表述不完整，A错误；B．甲基中C原子与3个H原子分别共用1对电子，剩余1个未成对单电子，电子式书写符合规则，B正确；C．核内质子数为16，得到2个电子后核外电子总数为18，其结构示意图为，C错误；D．基态钪原子为21号元素，价层电子排布式为，轨道表达式，D错误；故选 B。 【变式6-3】（25-26高二下·甘肃庆阳·期中）化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语的使用正确的是 A．的结构示意图： B．基态原子的价电子排布式： C．基态原子的核外电子排布式： D．的价电子轨道表示式： 【答案】B 【解析】A．氧是8号元素，质子数为8，得到2个电子形成氧离子，A错误； B．铬为24号元素，基态原子的价电子排布式：，B正确；C．d轨道电子最多是10个，基态Zn原子的核外电子排布式应为：1s22s22p63s23p63d104s2，C错误；D．稳定结构，最外层应该是8个电子，图示轨道表示式是Br原子图示，D错误；故选B。 题型07 元素基态原子中未成对电子的判断 判断元素基态原子中未成对电子数，核心是依据电子排布规律写出电子排布式（或价电子排布式），再按“洪特规则”分析轨道中的电子分布。 解题必备： 判断元素基态原子中未成对电子数具体步骤如下： 1.确定原子序数：根据元素周期表找到目标元素的原子序数，即核外电子总数（中性原子）。 2.书写电子排布式：按照“能量最低原理”“泡利不相容原理”写出核外电子排布式，重点关注价电子层（最外层及次外层d、f电子），内层全满电子可简化（如用稀有气体符号表示）。 3.应用洪特规则分析：同一能级的等价轨道（如p有3个、d有5个），电子优先分占不同轨道且自旋平行。此时，每个只填1个电子的轨道对应1个未成对电子，轨道全满（2个电子）或全空则无未成对电子。 【典例7】（25-26高二下·山东临沂·阶段检测）我国科学家最近研究的一种无机盐Z3[Y(XW)6]2纳米药物，具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力，组成元素均位于前四周期。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，W原子的2p能级有3个未成对电子，Y原子的M层未成对电子数为4，Z原子的s能级和p能级电子总数相等，X、Y、Z属于不同周期。下列叙述正确的是 A．电负性：W＞X＞Z＞Y B．简单氢化物的稳定性：X＞W C．Z3[Y(XW)6]2中存在的化学键有：离子键、极性共价键、配位键 D．工业上通过电解熔融的Z的氧化物获得Z单质 【答案】C 【分析】首先推导元素：X最外层电子数是内层的2倍，故X为C；W的2p能级有3个未成对电子，故W为N；Y的M层未成对电子数为4，价电子排布为，故Y为Fe；Z的s能级和p能级电子总数相等，且与X、Y不同周期，电子排布为，，s能级电子总数为6，p能级电子总数为6，两者相等，符合题意，故Z为Mg。 【解析】A．电负性顺序为，选项中错误，A错误；B．非金属性，简单氢化物稳定性，即，B错误；C．该化合物为，与配离子之间为离子键，中C、N之间为极性共价键，与之间为配位键，三种化学键均存在，C正确；D．工业上通过电解熔融氯化镁获得Mg单质，不采用电解熔融氧化镁的方法，D错误；故答案选C。 【变式7-1】（25-26高二上·安徽宣城·期末）已知W、X、Y、Z、M是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图，且X、Y、Z原子最外层电子数之和等于Z的质子数，Z的简单离子半径在同周期元素中最小，只有Y与M同主族。下列说法错误的是 A．有4种元素位于p区 B．电负性：Y>M C．第一电离能：X>Y D．W与Z基态原子中未成对电子数相同 【答案】C 【分析】由题意可知W位于第一周期，X、Y位于第二周期，Z、M位于第三周期；W为H，Z的简单离子半径在同周期元素中最小，则Z为Al；Al的质子数为13，Al最外层电子数为3，则X与Y的最外层电子数之和为10；Y位于第二周期，与M为同一主族，且M的原子序数大于Z（Al），故Y可能为C、N、O、F，最外层电子数可能为4、5、6、7；X位于第二周期，原子序数小于Y，且只有Y与M同主族，则X可能为C、N、O，最外层电子数可能为4、5、6；只有当Y为O、X为C时，满足X与Y的最外层电子数之和为10；M位于第三周期，与Y同一主族，则M为S；综上所述，W、X、Y、Z、M分别对应的元素为H、C、O、Al、S，以此解答。 【解析】A．W(H)位于s区，X(C)、Y(O)、Z(Al)、M(S)位于p区，有4种元素位于p区，A正确；B．同主族元素电负性从上到下逐渐减小，Y(O)与M(S)同主族，O位于第二周期，S位于第三周期，则电负性：Y(O)>M(S)，B正确；C．同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。X(C)与Y(O)位于第二周期，X(C)原子序数小于Y(O)，第一电离能：X(C)<Y(O)，C错误；D．基态H原子的电子排布为‌1s1，未成对电子数为1，基态Al原子的电子排布为1s22s22p63s23p1，未成对电子数为1，故W(H)与Z(Al)基态原子中未成对电子数相同，D正确；故答案选C。 【变式7-2】（25-26高二下·西藏林芝·期中）回答下列问题： （1）基态氟原子核外有个电子，这些电子的电子云形状有___________种，有___________种不同能量的电子，占据___________个轨道。 （2）轨道上有个未成对电子的原子，元素可能为___________或___________填元素符号 （3）第周期中未成对电子数最多的原子，其外围电子排布式为___________。 （4）某基态原子核外只有个能级，且各能级电子数相等的原子，其轨道表示式为___________。 （5）某基态元素原子的层全充满，层没有成对电子，只有一个未成对电子，其基态原子的外围电子排布式为___________。 （6）中共用电子对偏向中共用电子对偏向，则、、的电负性由大到小的顺序为___________。 【答案】（1）2 3 5 （2）Si S （3） （4） （5） （6） 【分析】基态氟原子电子排布为，电子云形状对应能级轨道类型，不同能量电子对应不同能级，轨道数为各能级轨道数之和。3p轨道有2个未成对电子对应3p电子数为2或4，分别对应Si和S元素。第4周期未成对电子数最多的原子为Cr，价电子满足半满稳定结构，未成对电子数为6。只有3个能级则为1s、2s、2p，各能级电子数相等则每个能级填充2个电子，对应C原子。M层全充满则3s、3p、3d均全满，N层只有1个未成对电子则4s填充1个电子，对应Cu的外围电子排布。共用电子对偏向电负性更大的原子，结合两种氢化物的电子对偏向可比较电负性顺序。 【解析】（1）基态氟原子的核外电子排布式为，s能级电子云为球形，p能级电子云为哑铃形，因此电子云形状共2种。不同能级的电子能量不同，共有1s、2s、2p 3种能级，因此有3种不同能量的电子。1s能级有1个轨道，2s能级有1个轨道，2p能级有3个轨道，总轨道数为1+1+3=5个。 （2）3p轨道有2个未成对电子，存在两种情况：第一种是3p能级填充2个电子，根据洪特规则，2个电子分占不同轨道，均为未成对电子，对应原子的核外电子排布为，为Si元素；第二种是3p能级填充4个电子，3个轨道中1个轨道填充成对电子，2个轨道填充单电子，共2个未成对电子，对应原子的核外电子排布为，为S元素。 （3）第4周期元素中，未成对电子数最多的原子为Cr，其3d能级处于半满稳定结构，4s能级填充1个电子，外围电子排布式为，此时3d能级有5个未成对电子，4s能级有1个未成对电子，共6个未成对电子，为第4周期最多。 （4）某基态原子核外只有3个能级，说明核外电子填充至2p能级，即能级为1s、2s、2p。各能级电子数相等，1s能级最多填充2个电子，因此1s、2s、2p能级均填充2个电子，总电子数为6，对应C原子，其轨道表示式为。 （5）M层即第三电子层全充满，说明3s、3p、3d能级均全充满，电子排布为。N层即第四电子层没有成对电子，只有1个未成对电子，说明4s能级仅填充1个电子，因此该原子的外围电子排布式为，对应Cu元素。 （6）共价化合物中，共用电子对偏向电负性更大的原子。中共用电子对偏向C，说明C的电负性大于H；中共用电子对偏向H，说明H的电负性大于Si，因此电负性由大到小的顺序为。 【变式7-3】（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）按要求填空。 （1）基态Fe原子价层电子的轨道表示式为_______，Fe成为阳离子时首先失去_______轨道电子。 （2）基态Mg原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。 （3）基态某原子的最外层电子排布式是5s25p1，推断该元素位于第_______周期第_______族，该元素的最高正化合价为_______，在元素周期表中属于_______区。 （4）基态Ge原子的核外电子排布式为_______，有_______个未成对电子。 （5）镍元素基态原子的外围电子排布式为_______，3d能级上的未成对电子数为_______。 【答案】（1）4s （2）球 （3）五 IIIA +3价 p （4）或 2 （5）2 【解析】（1）Fe为26号元素，基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价层电子排布式为3d64s2，则价层电子的轨道表示式为；Fe原子形成阳离子时，首先失去最外层电子，即4s轨道上的电子； （2）Mg的原子序数为12，基态核外电子排布式为1s22s22p63s2，最高能级为3s，s能级的电子云轮廓图为球形； （3）基态原子最外层电子排布式是5s25p1，周期数=电子层数=5；最外层电子排布为5s25p1，属于ⅢA族；最高正化合价=最外层电子数=3，即最高正化合价为+3价；价电子排布为5s25p1，属于p区元素； （4）Ge的原子序数为32，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2；4p能级有3个轨道，根据洪特规则，2个电子分占2个轨道，即有2个未成对电子； （5）Ni的原子序数为28，基态原子电子排布式为[Ar]3d84s2，外围电子为3d84s2，3d能级有5个轨道，8个电子填充时，先分占5个轨道，再配对，最终有2个未成对电子。 / 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 学科网（北京）股份有限公司 $