微专题1核外电子排布的表示方法书写及应用-高二化学教学课件（人教版选择性必修2）

第一章化学反应的热效应第一章原子结构与性质第一节

原子结构微专题1

核外电子排布的表示方法、书写及应用专题阐释1.核外电子排布的表示方法

原子(或离子)结构示意图含义将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的图示形式实例

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,并按照电子层从左到右的顺序排列的式子实例K:1s22s22p63s23p64s1简化电子排布式含义为了避免电子排布式书写过于烦琐,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意义能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态实例

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,相应的式子叫电子式实例

特别提醒:牢记核外电子的每种表示方法,按题中要求写出准确的核外电子表示式。

核外电子的排布表示方法的常见误区1.当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如

Fe:1s22s22p63s23p63d64s2正确,Fe:1s22s22p63s23p64s23d6错误。2.在写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:

例1下列化学用语的表达正确的是(

)

C例2根据已学知识,回答下列问题:(1)基态N原子中,核外电子占据的最高能层的符号是

,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为

。

(2)写出33号元素As的基态原子的最外层电子轨道表示式:

。(3)已知铁是26号元素,写出Fe的价层电子排布式:

。

(4)Zn2+的核外电子排布式为

。

L球形和哑铃状3d64s21s22s22p63s23p63d10解析(1)N是7号元素,根据构造原理可知,基态N原子的核外电子排布式是1s22s22p3,则其核外电子占据的最高能层是第二能层,符号是L;占据该能层的为s电子和p电子,s电子的电子云轮廓图形状为球形,p电子的电子云轮廓图形状为哑铃状。(2)As是33号元素,基态As原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3,最外层电子轨道表示式为

。(3)铁是26号元素,根据构造原理可知,基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,简写为[Ar]3d64s2,则Fe的价层电子排布式为3d64s2。(4)Zn是30号元素,根据构造原理可知,基态Zn原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2。Zn2+是Zn原子失去最外层的2个4s电子形成的离子,则Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。2.原子核外电子的运动状态描述与判断(1)多电子原子中电子运动状态的描述多电子原子中电子的运动状态应从电子层、能级、原子轨道、自旋状态四个方面进行描述。(2)解题思维几种运动状态——电子数目几种空间运动状态——原子轨道数目判断基态原子的未成对电子数——画出最外层电子轨道表示式直观判断3、基态原子中未成对电子(单电子)的判断方法1.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。一个原子轨道中有2个自旋状态相反的电子,这2个电子称为成对电子。未成对电子只存在于价电子中。如N的轨道表示式为

,原子中有2对电子对,3个单电子或未成对电子。2.1~36号元素中,原子核外未成对电子数与价层电子排布之间的关系(1)有1个未成对电子:ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1。(2)有2个未成对电子:ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2。(3)有3个未成对电子:ns2np3、3d34s2、3d74s2。(4)有4个未成对电子:3d64s2。(5)有5个未成对电子:3d54s2。(6)有6个未成对电子:3d54s1。3.基态原子中未成对电子数的快速判断方法(1)在元素周期表中,一般有如下的规律:第ⅠA、ⅢA、ⅦA族元素都存在着1个未成对电子,第ⅣA、ⅥA族元素的未成对电子数是2,第ⅤA族元素的未成对电子数是3,而第ⅡA族和0族元素,均没有未成对电子。(2)副族元素可以通过书写电子排布式的方法来进行判断。需要特别注意的是铬和铜两种元素,铬的基态原子中存在6个未成对电子,而不是4个,铜的基态原子中存在1个未成对的s电子而不是d电子。例3

(1)(2022·海南等级考)基态O原子的电子排布式为

,其中未成对电子有

个。

(2)(2021·福建卷)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为

。(3)(2020·全国卷Ⅰ)基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为

。

(4)M2+的3d轨道中有5个电子,则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为

和

。

(5)A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,其价层电子的轨道表示式为

。

1s22s22p4或[He]2s22p422∶14∶525解析(1)O为8号元素,其基态O原子核外有8个电子,因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4,其2p轨道有2个未成对电子,即O原子有2个未成对电子。(2)基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2,成对电子数为4,未成对电子数为2,其比值为2∶1。(3)基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2,基态Fe2+和Fe3+的价层电子排布式分别为3d6和3d5,根据洪特规则,基态Fe2+有4个未成对电子,基态Fe3+有5个未成对电子,所以二者未成对电子数之比为4∶5。(4)M2+的3d轨道中有5个电子,则M为锰元素,基态M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,最外层电子数和未成对电子数分别为2和5。(5)A元素基态原子的电子排布式为1s22s22p3,其价层电子的轨道表示式为专题精练1.下列几种表示电子排布的方法中正确的是(

)A.基态32Ge原子的电子排布式:4s24p2B.基态28Ni原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s1C.基态O原子的轨道表示式:D.基态29Cu+的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s1C解析基态32Ge原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p2,A错误;基态28Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,B错误;电子层高的电子先失去,即先失去4s电子,后失去3d电子,基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,D错误。2.下列说法错误的是(

)A.ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量B.基态6C原子的电子排布式为,违反了洪特规则C.基态21Sc原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d3,违反了能量最低原理D.基态22Ti原子的电子排布式:1s22s22p63s23p10,违反了泡利不相容原理A解析电子的能量与电子层、能级有关,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,A错误;根据洪特规则知,2p能级上的两个电子应排在两个不同轨道上,B正确;根据能量最低原理知,电子先排能量低的轨道,后排能量高的轨道,故应先排4s轨道,即电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2,C正确;根据泡利不相容原理知,3p能级最多容纳6个电子,D正确。3.下列表示基态氮原子结构的化学用语中,对核外电子运动状态描述正确且能据此确定电子能级的是(

)C解析A是氮原子的原子结构示意图,只能看出在原子核外各个电子层上含有的电子数的多少,不能描述核外电子运动状态,故A错误;B是氮原子的电子式,可以知道原子的最外电子层上有5个电子,不能描述核外电子运动状态,故B错误;C是氮原子的核外电子排布式,不仅知道原子核外有几个电子层,还知道各个电子层上有几个能级,并且能知道核外电子的运动状态,故C正确;D项违反了洪特规则,故D错误。4.正确掌握化学用语是学好化学的基础,下列叙述正确的是(

)A.Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6A5.某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布式不可能是(

)A.3p64s1 B.4s1C.3d54s1 D.3d104s1A解析基态原子4s轨道上有1个电子,价电子排布式可能为4s1、3d54s1、3d104s1,当核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1时,价电子排布式为4s1,不是3p64s1,故A符合题意。6.元素X基态原子的第三电子层上有16个电子,该基态原子的价电子排布式为(

)A.3d16 B.3d84s2C.3d94s1 D.3d94s2解析根据题意可知,该基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,则其价电子排布式为3d84s2。B7.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是(

)C解析电子应先充满同能级的轨道,违反了洪特规则,不符合题意,A错误;相同轨道中的两个电子运动状态应相反,违反了泡利不相容原理,不符合题意,

B错误;Ca原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2,题给电子排布式违反了能量最低原理,符合题意,C正确;Br-的电子排布式为[Ar]3d104s24p6,正确,评价错误,D错误。8.前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有(

)A.3种 B.4种C.5种 D.6种C解析第1周期中,有一个未成对电子的是1s1;第2周期中,未成对电子是两个的有两种:1s22s22p2和1s22s22p4;第3周期中,未成对电子是三个的是:

1s22s22p63s23p3;第4周期中未成对电子是四个的是1s22s22p63s23p63d64s2,共有5种。10.下列氮原子的轨道表示式表示的状态中,能量由低到高的顺序是(

)A.①③②④ B.①③④②C.④③②① D.②④③①A解析轨道中电子的能量:1s<2s<2p,能量较高的轨道中电子越多,该微粒能量越高,所以2p轨道上电子越多、1s轨道上电子越少,该微粒能量越高,根据图示可知能量由低到高的顺序是①<③<②<④。11.(1)下列基态原子的电子排布式或轨道表示式正确的是

(填序号,下同),违反能量最低原理的是

,违反洪特规则的是

,违反泡利不相容原理的是

。

①F:1s22s23p5

②P:③Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

④Al:1s22s22p63s23p1⑤C:(2)绿柱石被国际珠宝界公认为四大名贵宝石之一,主要成分为Be3Al2(Si6O18),因含适量的Cr2O3(0.15%~0.6%)而形成祖母绿。基态Al原子中,电子填充的最高能级是

。

③④①②⑤3p解析

(1)根据核外电子排布规律,①中电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道,正确的电子排布式为1s22s22p5;②中没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同;⑤中违反泡利不相容原理,正确的轨道表示式为

。(2)Al为13号元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p1,最高能级为3p。12.氧元素基态原子核外未成对电子数为

;第三周期中有2个未成对电子的元素符号为

(填一种即可),M层上有2对成对电子的原子最外层共有

种不同运动状态的电子。

2Si(或S)6解析O原子核外有8个电子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,故其核外未成对电子数是2。第三周期中有2个未成对电子的元素的价层电子排布式为3s23p2或3s23p4,核外电子数为14或16,元素符号为Si或S。M层上有2对成对电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,最外层有6个电