2027步步高大一轮复习化学广东版第七章　第25讲　原子结构　核外电子排布规律

第七章

第25讲

原子结构核外电子排布规律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。复习目标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

明考向内容索引原子核、核素、同位素考点一1.原子结构(1)原子的构成核素元素最外层电子数(2)微粒符号及其意义质量数(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+所带电荷数质子数中子质子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。(3)几种重要核素的用途化学核素用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子物理易错辨析

×××××√一、元素、核素、同位素概念辨析1.我国首次制备出丰度超过99%的64Ni。64Ni经质子束流轰击可获得具有放射性的医用核素64Cu。下列说法不正确的是A.Ni属于d区元素B.64Ni原子核内中子数是36C.64Ni与64Cu互为同位素D.64Ni经质子束流轰击获得64Cu的过程不属于化学变化√

Ni元素价层电子排布式为3d84s2，所以Ni属于d区元素，A正确；质子数+中子数=质量数，64Ni的原子序数为28，质量数为64，故64Ni原子核内中子数为64-28=36，B正确；同位素的定义是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称，而64Ni与64Cu不是同一元素，所以不互为同位素，C不正确；化学变化的最小粒子是原子，而64Ni经质子束流轰击获得64Cu是在原子核层面上发生的变化，不属于化学变化，D正确。

√

核素同位素

302475

√

铹(Lr)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。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。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。KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832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____________(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)预测第五能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)

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能写为1s22s22p63s23p63d44s2，正确的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1。特别提醒易错辨析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.电子云图中小黑点密的地方，核外空间电子数目多(

)5.基态铁原子的简化电子排布式为[Ar]4s2(

)××√××易错辨析6.基态硼原子最高能级的电子云轮廓图：

(

)7.基态碘原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃状(

)8.基态Fe2+价层电子轨道表示式为(

)×√×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

。

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，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Ti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洪特规则归纳总结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。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。

14d25s23

Ti位于第四周期，Ti的基态原子价层电子排布式为3d24s2，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：

。

SClKCa(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

。

②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

。

NFe返回1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)精练真题练真题明考向

√

2.(2021·广东，3)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是A.煤油是可再生能源B.H2燃烧过程中热能转化为化学能C.火星陨石中的20Ne质量数为20D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素√

煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；氢气的燃烧过程放出热量，将化学能转化为热能，故B错误；元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的

20Ne

质量数为20，故C正确；同位素为同种元素，3He

和

3H不是同种元素，不互为同位素，故D错误。3.[2024·北京，15(1)]Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整。答案

Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2，Sn的基态原子最外层轨道表示式为

。

4.按要求解答下列问题。(1)[2025·广东，19(1)]基态Ti原子的价层电子排布式为

。

(2)[2024·广东，19(1)①]基态N原子价层电子的轨道表示式为

。

(3)[2023·广东，19(1)①]基态Fe2+的3d电子轨道表示式为

。3d24s2(4)[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)。A4∶5返回(5)[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

。

A.[Ne]

B.[Ne]C.[Ne]

D.[Ne]精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号1234567答案ACBCADD题号8910111213答案ABBBDB答案123456789101112131514答案1234567891011121314.

1514答案1234567891011121315.(1)B、Cu

(3)

(3)1s22s22p63s1

6

(4)三种元素的非金属性依次增强(5)C3N415141.(教材改编)下列说法正确的是A.对于同一原子，2s电子的电子云半径比1s电子的大B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多C.p能级能量一定比s能级的能量高D.2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量不相等√12345678910111213答案

无论是哪个能层上的p能级，都有3个原子轨道，故B错误；s能级的能量不一定小于p能级的能量，如4s>3p，故C错误；同一能层p能级上原子轨道能量相等，并且相互垂直，故D错误。15142.(2025·清远模拟)“新能源技术”是我国实现“双碳”目标的重要支撑。下列说法正确的是A.生物柴油制备：将地沟油制成生物柴油，其成分与柴油成分相同B.锂硅电池：硅(Si)的电子排布式为[Ne]3s23p3C.氢氧燃料电池：氢气与氧气反应生成水，同时释放电能，化学能转化

为电能D.“光伏发电”技术：太阳能电池板中硅原子的电子跃迁属于化学变化√12345678910111213答案1514

地沟油的主要成分是甘油三酯，生物柴油的主要成分为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，二者成分不同，A项错误；硅为14号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p2，可简化为[Ne]3s23p2，B项错误；氢氧燃料电池中，氢气失电子、氧气得电子后生成水，同时释放电能，变化过程中化学能转化为电能，C项正确；太阳能电池板中硅原子的电子跃迁属于物理变化，D项错误。12345678910111213答案1514

12345678910111213答案√15144.下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是A.核外电子是分层运动的B.只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定

时，电子运动状态才能被确定C.只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定

时，才能确定每一个电子层的最多轨道数D.电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关12345678910111213答案√1514

电子所具有的能量不同，就会在不同的能层上运动，A正确；电子运动状态是由能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B正确；可由能层数确定能层中的最多原子轨道数，C错误；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D正确。12345678910111213答案15145.氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，下列对此现象的描述正确的是A.发射光谱，物理变化

B.发射光谱，化学变化C.吸收光谱，物理变化

D.吸收光谱，化学变化√12345678910111213答案

氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，是由于处于激发态的电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，会以光的形式释放能量，故为发射光谱，该过程没有新物质生成，属于物理变化，A正确。15146.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12345678910111213答案A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图B.激发态H原子的轨道表示式：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√1514

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，常叫做原子轨道图，故A错误；K能层只有s能级没有p能级，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、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。12345678910111213答案15147.(2025·广东阶段练习)科技推动社会进步，创造美好生活。下列有关解读错误的是12345678910111213答案选项科技摘录解读A“天舟七号”为中国空间站送去推进剂氙气(Xe)基态Xe原子价层电子排布式为5s25p6B运动会开幕式采用电子烟花使用电子烟花体现节约与环保C大连化学物理研究所开发新型催化剂使CH3OH和CO合成CH3COOH成为可能该反应中原子利用率为100%D南京大学一团队合成出了一种新型锂氧电池电催化剂FeCoNiMnPtIr催化剂中所含元素均位于前四周期√1514

Xe属于稀有气体，位于元素周期表第五周期0族，则基态Xe原子价层电子排布式为5s25p6，A正确；使用电子烟花不产生任何大气污染物，同时耗能少，体现节约与环保，B正确；CH3OH+CO—→CH3COOH，产物只有一种，该反应中原子利用率为100%，C正确；新型锂氧电池电催化剂FeCoNiMnPtIr中，Fe、Co、Ni、Mn位于第四周期，Pt、Ir位于第六周期，D错误。12345678910111213答案15148.氮的化合物种类繁多、应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是A.B.C.D.12345678910111213答案√151412345678910111213答案

遵循能量最低原则、洪特规则、泡利原理，故A符合题意；

中1s轨道未填充满，处于激发态，故B不合题意；

中2s轨道未填充满，处于激发态，故C不合题意；

中1s和2s轨道均未填充满，处于激发态，故D不合题意。1514

12345678910111213答案√1514

Fe2+的价层电子排布式为3d6，而Fe3+的价层电子排布式为3d5，3d轨道达到半充满状态，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；激发态碳原子的电子排布是基态电子吸收能量跃迁的结果，与基态原子的稳定排布规则无关，不能作为洪特规则特例的证据，④不选。12345678910111213答案1514

12345678910111213答案

√151412345678910111213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、C项错误、B项正确；P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D项错误。1514

12345678910111213答案√1514

12345678910111213答案151412.下列化学用语表达正确的是A.基态硅原子的轨道表示式：B.基态Cr原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d612345678910111213答案C.NCl3的电子式：D.C原子的核外能量最高的电子云图像如图：√151412345678910111213答案

基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，轨道表示式：

，故A错误；Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；NCl3是共价化合物，电子式为

，故C错误；C原子核外能量最高的轨道为2p，电子云图像如图：

，故D正确。151413.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.基态Y原子的轨道表示式为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12345678910111213答案√151412345678910111213答案

基态X原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，核外电子排布式为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；原子序数：Z>Y>X，则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，基态原子最外层只有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为

，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，Cu和S反应生成Cu2S，Cu元素的化合价为+1，D错误。151412345678910111213答案1414.(1)[2024·山东，16(1)节选]同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是

(填元素符号)。

Cr

1512345678910111213答案14(2)[2024·浙江6月选考，17(2)改编]Ge的基态原子简化电子排布式为

。Fe原子变成Fe+，优先失去

轨道上的电子。

(3)[2024·湖北，16(1)]基态Be2+的轨道表示式为

。

(4)[2024·新课标卷，29(1)节选]Ni基态原子价电子的轨道表示式为

。

(5)[2024·河北，16(1)节选]钒原子的价层电子排布式为

。

4s3d34s21512345678910111213答案1415.前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其