高中化学人教版高考大单元三　第六章　第28讲　原子结构　核外电子排布规律

化学

大一轮复习第六章第28讲原子结构核外电子排布规律复习目标1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。3.能正确书写1~36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。课时精练考点一原子核、核素、同位素考点二核外电子运动状态与排布原理练真题

明考向内容索引考点一原子核、核素、同位素1.原子结构(1)原子的构成整合必备知识核素元素最外层电子数(2)微粒符号及其意义质量数质子数(3)微粒间的数目关系①质量数(A)=

数(N)+

数(Z)②中性粒子(原子、分子等)：核外电子数=质子数=核电荷数阳离子：核外电子数=质子数－所带电荷数阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数中子质子2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系质子数中子质子数中子数(2)同位素的特征①同一元素的各种核素，

性质几乎完全相同，

性质差异较大。②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。化学物理(3)几种重要核素的用途核素用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子

××√×××一、元素、核素、同位素概念辨析1.(2024·上海，2)下列关于18F与19F说法正确的是A.是同种核素B.是同素异形体C.19F比18F多一个电子D.19F比18F多一个中子√提升关键能力18F与19F质子数相同、中子数不同，因此两者不是同种核素，A错误；同素异形体指的是同种元素的不同单质，18F与19F不是单质，因此两者不是同素异形体，B错误；同位素之间质子数和电子数均相同，19F比18F多一个中子，C错误，D正确。

√

核素同位素

302475

√铹的两种核素质子数相等，中子数不同，物理性质不完全相同，A项错误；该反应中没有元素化合价发生变化，不属于氧化还原反应，B项错误；由质子数守恒可得24+81=b+2，解得b=103，由质量数守恒可得50+2+a=251+4，解得a=203，C项正确；251Lr的中子数为251－103=148，中子数与质子数之差为148－103=45，D项错误。

1∶1

返回考点二核外电子运动状态与排布原理1.核外电子运动状态核外电子按能量不同分成能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。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。整合必备知识回答下列问题：(1)填写下表，熟悉原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。能层(n)一二三四能层符号________能级符号____________________各能级原子轨道数____________________各能层原子轨道数_________最多容纳电子数__________KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈

形、p电子云轮廓图呈

形，p电子云有

种伸展方向。(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？球哑铃3答案25，50(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d

②2s、2px、2py、2pz答案①1s<2s<2p<3s<3p<3d

②2s<2px=2py=2pz2.基态与激发态原子光谱(1)基态原子：处于

的原子。激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会

到较高能级，变为激发态原子。最低能量状态跃迁(2)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会

或

不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。吸收释放吸收发射3.基态原子核外电子排布原则(1)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_____。(2)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。(3)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据

的原子轨道，使整个原子的

。2相反能量最低能量最低4.构造原理——基态原子电子填入能级的顺序5.基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4价层电子排布式3s23p4价层电子轨道表示式(电子排布图)

特别提醒洪特规则的特例当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子的核外电子排布式不应写为1s22s22p63s23p63d44s2，正确的是1s22s22p63s23p63d54s1。1.2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(

)2.基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)(

)3.霓虹灯发光是由于电子从激发态跃迁到较低能量的激发态或基态产生的(

)4.基态F原子的电子排布式为2s22p5(

)5.2p3的轨道表示式为(

)×√×××6.基态B原子的轨道表示式为(

)7.Cu的原子结构示意图为(

)××一、基态原子、离子的电子排布式、轨道表示式书写1.按要求书写电子排布式或轨道表示式。(1)基态铜原子的电子排布式为

。(2)基态Cr3+的核外电子排布式为

。(3)基态Mn2+的核外电子排布式为

。(4)基态钒(V)原子的价层电子轨道表示式为

。(5)基态镓(Ga)原子的核外电子排布式为_____________________________

。(6)基态Ni2+的价层电子轨道表示式为

。提升关键能力1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)二、基态原子核外电子的运动状态、未成对电子数目的判断2.(1)基态F原子核外电子的运动状态有

种。9基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。(2)基态钛原子的价层电子排布式为

，其原子核外电子的空间运动状态有

种，共有

种运动状态不同的电子。3d24s21222基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。

4洪特规则核外电子运动状态的判断电子的运动状态与原子核外电子数目相等；空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。归纳总结3.(1)基态Ti3+中未成对电子数有

个；与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为

。与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有

种。14d25s23Ti位于第四周期，Ti的基态原子未成对电子数是2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为

。(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为

。43∶1基态铬原子价层电子排布式为3d54s1，核外有6个未成对电子，基态镍原子价层电子排布式为3d84s2，核外有2个未成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。三、核外电子排布与元素推断4.元素推断(1)A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于核外电子总数的一半。则4种元素的元素符号依次是A

，B

，C

，D

。(2)①E元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为

；其基态原子价层电子的轨道表示式为

。SClKCaN②元素F的正三价离子的3d能级为半充满，F的元素符号为

，其基态原子的核外电子排布式为

。Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)返回LIANZHENTI

MINGKAOXIANG练真题明考向

√

3.[2024·湖南，16(1)]Cu属于

区元素，其基态原子的价电子排布式为

。ds3d104s14.[2024·河北，16(1)节选]钒原子的价层电子排布式为

；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为

。3d34s2+52.[2024·湖北，16(1)]基态Be2+的轨道表示式为

。5.按要求解答下列问题。(1)[2019·全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是

(填字母)。A.[Ne] B.[Ne]C.[Ne] D.[Ne](2)[2020·全国卷Ⅰ，35(1)]基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为

。A4∶5返回KESHIJINGLIAN课时精练对一对题号12345678答案CCBBDCBD题号9101112

13

14答案BDBDB

B答案12345678910111213141516答案1234567891011121314151615.(1)③

②④⑥

(2)3

5

7

1316.(1)B、Cu

(2)

(3)1s22s22p63s1

6

(4)三种元素的非金属性依次增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强(5)C3N4

√12345678910111213141516答案2.下列能级符号正确且简并轨道数最多的是A.2d B.3f C.4d D.5s√12345678910111213141516答案第二能层包含两个能级即s和p，不存在2d能级，A不符合题意；第三能层包含三个能级即s、p、d，不存在3f能级，B不符合题意；4d能级包括5个简并轨道，5s能级只有1个原子轨道，C符合题意，D不符合题意。

√12345678910111213141516答案

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

5.如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图B.3p2表示3p能级中有两个原子轨道C.由图乙可知，s能级的电子云

轮廓图呈圆形，有无数条对

称轴D.由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向√12345678910111213141516答案由于电子云图难以绘制，所以通常把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，实际上这种电子云轮廓图就是我们常说的原子轨道图，故A错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px(沿x轴方向)、py(沿y轴方向)、pz(沿z轴方向)三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。12345678910111213141516答案6.(2025·武汉模拟)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→3dB.某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2C.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，并不代表各能级能量由低到高的顺序√12345678910111213141516答案绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu，故C错误。7.第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有A.2种 B.3种

C.4种 D.5种√12345678910111213141516答案第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有3种，分别是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3)，故选B。8.下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是A.B.C.D.12345678910111213141516答案√12345678910111213141516答案原子处于基态时能量最低。A项，Be原子的2s轨道未排满电子，2p轨道排布1个电子，应为激发态，错误；B项，N原子核外电子排布不符合洪特规则，错误；C项，B原子的2s轨道未排满电子，2p轨道排布2个电子，应为激发态，错误；D项，碳原子的1s和2s轨道全部排满电子后，2p轨道排布2个电子，核外电子排布符合能量最低原理，应是基态碳原子，正确。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案基态He原子的电子排布式为1s2，基态H原子的电子排布式为1s1，不符合洪特规则的特例，①不选；Fe2+的价层电子排布为3d6，而Fe3+的价层电子排布为3d5，3d5达到半充满状态，比较稳定，所以Fe2+容易失电子转变为Fe3+，表现出较强的还原性，②选；基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，3d轨道达到全充满状态，比较稳定，所以电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2，③选；激发态是指处于基态的电子获得能量进入能量较高的电子层，则某种激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2，不符合洪特规则的特例，④不选。10.下列电子排布式或轨道表示式正确的是①基态C原子的轨道表示式：②基态Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2③基态O原子的轨道表示式：④基态Br原子的价层电子排布式：3d104s24p5A.①②③ B.②③④C.①②④ D.只有③√12345678910111213141516答案①应为

，②应为1s22s22p63s23p63d54s1，④应为4s24p5。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案由守恒关系可知元素X的质量数为27，X与Y最外层电子数之和为8，质子数相差2，且X为金属元素，可推知X为Al元素，Y为P元素，二者都有+3价，都可以形成三氯化物，A项错误、B项正确；Al原子质子数为13，P原子质子数为15，故质子数：X<Y，C项错误；P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D项错误。12.A、B为两短周期元素，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，则A和B形成的化合物的化学式为A.A2B3 B.BA2

C.AB4 D.B3A2√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案由题意知：A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，A原子核外电子总数比B原子核外电子总数少5，那么肯定是B原子M层上多了2个电子，而且A元素原子的L层未排满，所以得两者的原子结构示意图，A：

、B：

，即A为N，B为Mg，A、B构成Mg3N2，即B3A2。13.X、Y、Z、W、P五种元素，其核电荷数依次增大。X基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等；Z原子的核外电子有8种运动状态；Z与W元素位于同一族；P原子核外有4个能层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法正确的是A.基态X原子最外层有三个未成对电子B.Y基态原子的轨道表示式：C.P原子的价层电子排布为4s1D.P单质分别与Z、W单质反应，产物中P的化合价一定相同√12345678910111213141516答案X基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，为1s22s22p2，为C元素，Z原子的核外电子有8种运动状态，Z为O元素，Y为N元素，Z与W元素位于同一族，W为S元素，P原子核外有4个能层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，为Cu元素。X为C元素，最外层有2个未成对电子，A错误；Y为N元素，基态原子的轨道表示式：

，B正确；P为Cu元素，价层电子排布为3d104s1，C错误；Cu和O2反应生成CuO，Cu元素的化合价为+2价，Cu和S反应生成Cu2S，Cu元素的化合价为+1价，D错误。12345678910111213141516答案

√12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案15.(1)以下列出的是原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理？

(填序号，下同)哪些违反了洪特规则？

。①

②③

④⑤

⑥(2)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1。该原子核外共

个电子层，有

种能量不同的电子。核外电子占有的轨道总数是

个，有

种不同运动状态的电子。12345678910111213141516答案③②④⑥3571316.前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其相关性质如表所示：12345678910111213141516答案A基态A原子核外电子占据3个轨道B原子核外有6种运动状态不同的电子C元素原子的核外p电子数比s电子数少1个D基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子E基态E+填充电子的能层中原子轨道均全充满(1)元素A、E的元素符号分别是：

。画出元素A基态原子的轨道表示式：

。B、Cu12345678910111213141516答案A基态A原子核外电子占据3个轨道B原子核外有6种运动状态不同的电子C元素原子的核外p电子数比s电子数少1个D基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子E