高三化学精讲精析精练（2）：原子的核外电子排布

第一章 原子结构与性质课时2 原子的核外电子排布 知识梳理一、能层(又叫_)1. 多电子的原子的核外电子按_的不同，将核外电子分成不同的能层，用符号K、L、M、N、O、P、Q 表示相应的第_、_、_、_、_、_、_ 能层。2. 电子在能层中的排布规律：(1) 每个能层最多容纳的电子数为_(n表示能层)。(2) 最外层电子数不超过_个（K层是最外层时，最多不超过_个）；(3) 次外层电子数目不超过_个；倒数第三层不超过32个。(4) 核外电子总是尽先排布在能量_的能层，然后由里向外从能量低的能层逐步向能量高的能层排布。(5) 能层中电子的排布是相互联系，而不是孤立的。二、能级1. 每一能层的电子的能量也可能不同的，又将能层分成相应的能级。第n能层中，就有_个能级，分别为ns、_、_、_、。但不一定每一个能级都有电子。2. 能级数=_序数。第一能层只有_能级，第二能层有_能级，第三能层有_，依此类推。3. 各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能层(n)一二三四五六七符 号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最 多 电子数2n2不同能层的同一能级所能容纳的最多电子数_。三、构造原理和能量最低原理1. 构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电子排布式。基态原子的核外电子的排布遵循_。根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组，由下而上表示七个能级组，其能量_；在同一能级组内，从s能级、p能级、d能级能量_。基态原子核外电子的排布按_的顺序依次排布。2. 能量最低原理：原子的核外电子排布遵循_能使_的能量处于最低状态，简称能量最低原理。即在基态原子里，电子优先排布在_的能级里，然后排布在_的能级里。3. 泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳 2个_相反的电子。4. 洪特规则：电子排布在_的各个轨道（能量相等）时，优先占据不同的轨道，且_相同。电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时（即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14），整个原子的能量最低，最稳定。5. 基态：最低能量状态。处于_的原子称为_。6. 激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子_后，电子_至_时的状态。处于激发态的原子称为_。 7. 原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态激发态）和放出（激发态较低激发态或基态）不同的_（主要是光能），产生不同的光谱原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现_或利用特征谱线_。四、电子云与原子轨道1. 电子云：电子在核外空间作高速运动，没有确定的_。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的_密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。2. 原子轨道：不同能级上的电子出现_约为90%的电子云空间_称为原子轨道。s电子的原子轨道呈_，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈_，np能级各有_原子轨道，相互_（用px、py、pz表示）；nd能级各有_原子轨道；nf能级各有_原子轨道。直击考点作为描述原子核外电子运动状态的内容，可能出现在选择题和推断题中。08高考要求：电子层(能层)、原子轨道(能级)、电子自旋的涵义；电子云的涵义；不同原子轨道的形状、伸展方向、能量高低顺序和表示形式；不同电子层(能层)含有原子轨道的类型、数目和不同能级(原子轨道)最多可容纳的电子数；多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理(能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则)；原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。典例诠释例1 某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上的电子数是 ( )A. 0 B. 2 C. 3 D. 5分析 根据该元素的3d能级上有1个电子，可以写出该原子的电子排布式： 1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2，由此可知该元素N能层上的电子数为2。全解 B易错点 N为第四能层，含有的电子数为4s能级上的电子数，不包含3d上的电子。例2 A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子对中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为( )A. a-4 B. a-5 C. a+3 D. a+4分析 分别写出AA各主族元素原子的最外层轨道表示式，就不难看出B和Al，O和S符合成对电子占据的轨道和不成对电子占据的轨道相等。分别设A为硼，序数为5，B可能是氧、硫，序数分别为a+3、a+11，若 A为铝，序数为13，B可能是氧、硫，序数分别为a-5、a+3；依次类推，可得正确选项为B、C。或推出两种元素不是同族，则A、B原子序数之差不可能是偶数。易错点 2s、2p能级分别有1、3个轨道，很容易只考虑2s2、2p1，而遗漏2s2、2p4；依次类推，3s、3p能级也是这样。实战训练1. 以下能级符号不正确的是 （ ）A. 6s B.3d C.3f D.7p2. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是 （ ）AAl 1s22s22p63s23p1 BO2- 1s22s22p6CNa+ 1s22s22p6 DSi 1s22s22p23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 D4. 下列中性原子的电子排布式中，属于基态电子排布的 ( )A. Ar3d44s2 BAr4s2 C. Ne3p1 D. Ar 3d9 4s2 5下列表达式错误的是 ( ) A甲烷的电子式：B氮原子的L层电子轨道表示式：C硫离子的核外电子排布式：1222263234D碳12原子：12 6C6. 下列原子各电子层中电子数不合理的是 ( )A21Sc：K(2) L(8) M(8) N(3) B. 24Cr：K(2) L(8) M(13) N(1)C. 32Ge：K(2) L(8) M(18) N(4) D. 29Cu：K(2) L(8) M(18) N(1)7.下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是 ( )燃放焰火 霓虹灯 蜡烛燃烧 平面镜成像A B C D8. 主族元素X的原子最外电子层中具有最多的未成对单电子，元素Y的原子核外只有两种形状的电子云，且两种电子云的电子数相等，则X、Y组成的微粒中，不可能存在的是 ( ) A. X2Y5 B. XY42- C. XY43- D. XY3-9. 短周期元素R的原子核外电子数等于核内中子数，该元素单质7.8g与氧气充分反应可生成13g化合物RO，则该元素的价电子层是 ( )A.1s2 B2s2 C.3s2 D.4s210. 某元素的激发态原子的电子排布式为1s2s2p3s3p4s，则该元素基态原子的电子排布式为 ；元素符号为 。 11. N能层中共有_个轨道，每个轨道最多只能容纳_方向相反的_个电子 。所以N层中最多可容纳_个电子；在1018号元素的原子中，只有一个未成对电子的元素是_，未成对电子最多的元素是_，原子的最外层轨道全充满的是_，氧化物既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应的是_，该元素的核外电子排布式为_。12.下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题： 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。 s电子原子轨道、p电子原子轨道的半径与_有关，_越大，原子轨道半径越大。13. 今有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，且均小于18，A和B在同一周期，A原子p能级有一个空轨道，B原子的p能级有两个未成对电子，0.1mol C单质能从酸中置换出2.24L氢气(标准状态)，此时它就变成与B离子电子层排布完全相同的离子。D离子的半径在B、C、D中为最小。则：(1)A是_， B是_，C是_，D是_。(填名称)写出B原子的电子排布式：_。(2)A单质和B单质充分反应生成的化合物的电子式是_。(3)我国科学工作者于20世纪90年代在兰州制备出过去一直依赖进口，价格十分昂贵的B的一种同位素形成的单质，1mol这种单质中含中子的物质的量是20mol，则这种同位素原子的符号为_。14. 现代原子结构理论认为，在同一电子能层上，可有s、p、d、f、g、h等能级，各能级分别有1、3、5、7、个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测：（1）第8周期共有_种元素；（2）根据“稳定岛”假说，第114号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，可能在自然界都可以找到。试推测第114号元素属于_周期，_族元素，原子的外围电子构型是_。（3）原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是_该元素属_区。（4）传闻俄罗斯合成了第166号元素,若已知原子结构规律不变,该元素应是第_周期，第_族元素。备用题1. 同一原子的基态和激发态相比较 （ ）A. 基态时的能量比激发态时高 B. 基态时比较稳定C. 基态时的能量比激发态时低 D. 激发态时比较稳定2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，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是 （ ）AE(3s)E(2s)E(1s) BE(3s)E(3p)E(3d) CE(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E(4s)E(4f)3. 下列能级中轨道数为5的是 （ ）A.s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级4. 若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 ( )A该元素基态原子中共有3个电子 B该元素原子核外有5个电子层C该元素原子最外层共有3个电子 D该元素原子M能层共有8个电子5. 已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是 （ ） A B C D 6. 以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。(1) (4) (5) (3) (2) (4) (6) (4) (6) 违反泡利不相容原理的有_，违反洪特规则的有_。7. 某化合物XY2中，各离子的电子层结构相同，且核外电子总数为54。则XY2的化学式为_，电子式为_。课时2 原子的核外电子排布1. C 2. D 3. C 4. B 5. C 6. A 7. D 8. B (提示：X为第A元素，Y为氧元素或镁元素) 9. C (提示：由题意得，M(R)=24，即R是镁元素) 10. 1s22s22p63s23p4 S 11. 16 自旋 2 32 Na、Al、Cl P Ne Al 1s22s22p63s23p112.(1) 球 1 纺锤 3 (2)能层数 能层数 13. (1)碳 氧 镁 铝 1s22s22p4 O C O(2) 14.(1) 50 (2) 第七 A 7s2p2 (3) 139 f (4) 八 A (提示：根据构造