大單元三　第七章　第31講　原子結(jié)構(gòu)　核外電子排布規(guī)律

原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律LOREMIPSUMDOLOR1.掌握原子結(jié)構(gòu)中微粒數(shù)目的關(guān)系。2.了解原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)、能級分布和排布原理。3.能正確書寫1～36號元素原子核外電子排布式、價層電子排布式和軌道表示式。復(fù)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引考點(diǎn)一

原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素考點(diǎn)二核外電子運(yùn)動狀態(tài)與排布原理練真題明考向課時精練<考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素>011.原子結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒及作用核素元素化學(xué)(2)微粒間的數(shù)量關(guān)系中子質(zhì)子①陽離子的核外電子數(shù)＝-______－所帶電荷數(shù)。②陰離子的核外電子數(shù)＝_______＋所帶電荷數(shù)。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)(3)微粒符號周圍數(shù)字代表的信息質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系質(zhì)子數(shù)質(zhì)子中子質(zhì)子中子(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的_______不同，_______相同，化學(xué)性質(zhì)______________，物理性質(zhì)_________。②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素

：名稱為___，不含中子；

：用字母___表示，名稱為___或重氫；

：用字母___表示，名稱為___或超重氫。中子數(shù)質(zhì)子數(shù)幾乎完全相同差異較大氕D氘T氚(4)幾種重要核素的用途核素用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

兩種相對原子質(zhì)量辨析(1)原子(即核素)的相對原子質(zhì)量：一個原子(即核素)的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的

的比值，其近似值可用質(zhì)量數(shù)代替。(2)元素的相對原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。其近似值是用各核素質(zhì)量數(shù)算出的平均值，即Ar(Cl)≈35×a%＋37×b%。1.一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子(

)2.所有原子核內(nèi)一定都有中子(

)3.質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量(

)4.質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素(

)5.核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)一定相同(

)6.氫的三種核素形成的單質(zhì)有6種，它們物理性質(zhì)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同(

)×××√√×√核素同位素02(2)互為同素異形體的微粒是______________。3024(4)上述9種微粒中有____種核素，含有____種元素。7

5√A.H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B.Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C.X和氫元素形成離子化合物D.6Y和7Y互為同素異形體√H3BO3為硼酸，NaOH溶液具有腐蝕性，若不慎將NaOH溶液濺到皮膚上，則需用大量水沖洗，同時涂抹H3BO3以中和堿液，A正確；Y為Li，在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有Li2O，B錯誤；X為B，與H元素會形成BH3或B2H4等硼氫化合物，B元素與H元素以共價鍵結(jié)合，屬于共價化合物，C錯誤；6Li和7Li兩者的質(zhì)子數(shù)均為3，中子數(shù)不同，所以兩者互為同位素，D錯誤。返回核外電子運(yùn)動狀態(tài)與排布原理><考點(diǎn)二1.核外電子運(yùn)動狀態(tài)核外電子按能量不同分成能層，同一能層的電子，還被分成不同能級。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個原子軌道?；卮鹣铝袉栴}：(1)填寫下表，熟悉原子核外能層、能級、原子軌道之間的關(guān)系。能層(n)一二三四能層符號________能級符號_____________________________各能級原子軌道數(shù)____________________各能層原子軌道數(shù)__________最多容納電子數(shù)____________KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832(2)常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。s電子云輪廓圖呈___形、p電子云輪廓圖呈_____形。p電子云有__種伸展方向。(3)預(yù)測第五電子層上原子軌道總數(shù)是多少？最多能容納的電子數(shù)是多少？球啞鈴3答案25,50(4)比較下列基態(tài)原子能級或原子軌道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d

②2s、2px、2py、2pz答案①1s<2s<2p<3s<3p<3d

②2s<2px＝2py＝2pz2.基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜(1)基態(tài)原子：處于_____________的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，它的電子會_____到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(2)原子光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會_____或_____不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。最低能量狀態(tài)躍遷吸收釋放吸收發(fā)射3.原子核外電子排布的規(guī)范書寫(1)排布原則①_____________：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。②_________：在一個原子軌道里，最多只能容納___個電子，它們的自旋_____。如2s軌道上的電子排布為

，不能表示為

。能量最低原理泡利原理2相反③_________：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。如2p3的電子排布為

，不能表示為

或

。

洪特規(guī)則注意當(dāng)能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低，如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)填充順序——構(gòu)造原理(3)基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4價層電子排布式3s23p4價層電子軌道表示式(電子排布圖)

1.p能級能量不一定比s能級的能量高(

)2.Fe的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6(

)3.22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理(

)4.表示的原子能量處于最低狀態(tài)(

)5.1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布(

)6.某些金屬及其化合物在燃燒時會產(chǎn)生特殊的顏色，是由于電子躍遷時能量以一定頻率的光釋放出來(

)××√×√√一、核外電子的運(yùn)動狀態(tài)及排布式的書寫1.完成下列各小題：(1)基態(tài)硅原子最外層電子的軌道表示式為__________________。(2)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是__________(填離子符號)。(3)銅或銅鹽的焰色試驗為綠色，該光譜是___________(填“吸收光譜”或“發(fā)射光譜”)。K＋和P3－發(fā)射光譜2.下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為___、___(填字母)。A.B.C.D.DC根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；選項C中有2個電子處于2p能級上，能量最高。3.鉀發(fā)生焰色試驗的原因是________________________________________________________________________。

電子由較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時，以光的形式釋放能量核外電子排布常見錯誤(1)在書寫基態(tài)原子的軌道表示式時，常出現(xiàn)以下錯誤：①(違反能量最低原理)；②(違反泡利原理)；③(違反洪特規(guī)則)；④(違反洪特規(guī)則)。(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。二、核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用4.判斷電子的運(yùn)動狀態(tài)(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有__種。9基態(tài)F原子共有9個核外電子，則每個電子都有對應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有9種。(2)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為______，其原子核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有____種，共有____種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。3d24s21222基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價層電子排布式為3d24s2；s軌道有一種空間運(yùn)動狀態(tài)，p軌道有三種空間運(yùn)動狀態(tài)，d軌道有五種空間運(yùn)動狀態(tài)，3d軌道只有兩個電子，有兩種空間運(yùn)動狀態(tài)，因此基態(tài)Ti原子的核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有12種；核外有22個電子，就有22種運(yùn)動狀態(tài)。(3)基態(tài)Si原子價層電子的運(yùn)動狀態(tài)有___種，若其電子排布式表示為

違背了_________。(4)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有____種。4洪特規(guī)則15基態(tài)Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1，基態(tài)Cu原子核外有幾個軌道，其核外電子就有幾種空間運(yùn)動狀態(tài)，則基態(tài)Cu原子核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15種。核外電子運(yùn)動狀態(tài)的判斷電子的運(yùn)動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等；空間運(yùn)動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等。5.判斷原子中未成對電子數(shù)目(1)基態(tài)Ti3＋中未成對電子數(shù)有__個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為______。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有__種。14d25s23Ti位于第四周期，Ti的基態(tài)原子未成對電子數(shù)是2，與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有Ni、Ge、Se。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時，其最高能級中的單電子數(shù)為____。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為_____。43∶1基態(tài)鉻原子價層電子排布式為3d54s1，核外有6個未成對電子，基態(tài)鎳原子價層電子排布式為3d84s2，核外有2個未成對電子，則鉻與鎳的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為3∶1。(4)第四周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為___________________________。6.元素推斷(1)A、B、C、D4種元素的核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，D原子的K、L層電子數(shù)之和等于核外電子總數(shù)的一半。則4種元素的元素符號依次是A__，B___，C__，D___。(2)①A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為___；其基態(tài)原子價層電子的軌道表示式為_________________。②元素D的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為___，其基態(tài)原子的核外電子排布式為_______________________________。SClKCaNFe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)返回練真題明考向01123√123Sr位于元素周期表中第五周期第ⅡA族，A錯誤；質(zhì)譜法可以測定原子的相對原子質(zhì)量，87Sr和86Sr的相對原子質(zhì)量不同，可以用質(zhì)譜法區(qū)分，B正確；87Sr的中子數(shù)為87－38＝49,86Sr的中子數(shù)為86－38＝48，C正確。2.(1)(2023·浙江6月選考，17節(jié)選改編)①基態(tài)N原子的價層電子排布式是______。②判斷正誤：能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：1s22s12p33s1

(

)123能量最低的激發(fā)態(tài)N原子應(yīng)該是2p能級上一個電子躍遷到3s能級，其電子排布式：1s22s22p23s1。2s22p3×(2)[2023·北京，15(1)]基態(tài)S原子價層電子排布式是______。(3)[2023·廣東，19(1)①]基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為_____________________。(4)[2023·海南，19(5)①節(jié)選]銻和磷同族，銻原子基態(tài)的價層電子排布式為______。1233s23p45s25p33.按要求解答下列問題。(1)[2019·全國卷Ⅰ，35(1)]下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是___(填字母)。A.[Ne]

B.[Ne]

C.[Ne]

D.[Ne](2)[2020·全國卷Ⅰ，35(1)]基態(tài)Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數(shù)之比為______。123A4∶5返回課時精練021.三星堆見證了中華文明起源的多樣性，通過“14C測定法”初步確定其年代區(qū)間。下列有關(guān)說法正確的是A.14C與12C互為同位素B.14C的核外電子數(shù)是14C.14C可由中子轟擊14N產(chǎn)生，14C與14N的化學(xué)性質(zhì)相同D.青銅器皿、骨頭、紡織品、灰燼等都可作為檢測的樣品√1234567891011121314152.(2023·廣東梅州模擬)我國科學(xué)家在月壤粉末的部分鐵橄欖石顆粒表面非晶層中發(fā)現(xiàn)了單質(zhì)鐵，產(chǎn)生的原因為鐵橄欖石被撞擊時在高溫與高壓下發(fā)生熔融，同時其中的Fe2＋發(fā)生歧化反應(yīng)生成Fe與Fe3＋。下列說法正確的是A.Fe2＋在生成Fe3＋時失去電子，發(fā)生還原反應(yīng)B.可用X射線衍射實驗測定鐵橄欖石的晶體結(jié)構(gòu)√123456789101112131415Fe2＋在生成Fe3＋時失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；X射線衍射實驗可區(qū)分晶體與非晶體，可測定鐵橄欖石的晶體結(jié)構(gòu)，B正確；123456789101112131415基態(tài)Fe3＋的核外有23個電子，所以有23種不同的運(yùn)動狀態(tài)，D錯誤。3.(2023·廣東佛山模擬)下列說法正確的是A.在多電子原子中，p道電子能量一定高于s軌道電子能量B.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形C.基態(tài)氮原子的軌道表示式為√1234567891011121314154.某元素的一種核素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個中子，它與1H原子組成HmX分子，agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是123456789101112131415√1234567891011121314155.下列有關(guān)構(gòu)造原理的說法錯誤的是A.原子核外電子填充3p、3d、4s能級的順序為3p→4s→3dB.某基態(tài)原子部分核外電子的排布式為3d64s2C.所有基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構(gòu)造原理D.構(gòu)造原理中的電子排布能級順序，并不代表各能級能量由低到高的順序√123456789101112131415絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構(gòu)造原理，但也有少數(shù)例外，如Cu，故C錯誤。6.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、原子軌道的說法正確的是A.N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級，共16個軌道，可容納32種運(yùn)動狀態(tài)的電子B.在K能層中，有自旋相反的兩條軌道C.s電子繞核運(yùn)動，其軌道為球面，而p電子在啞鈴形曲面上運(yùn)動D.電子云通常是用小黑點(diǎn)來表示電子的多少√123456789101112131415N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級，各具有1、3、5、7個軌道，每個軌道最多可容納2個電子，故可容納32個電子，所以有32種運(yùn)動狀態(tài)，A正確；在K能層中，只有1個軌道，能容納自旋相反的2個電子，B不正確；電子云通常是用小黑點(diǎn)來表示電子出現(xiàn)的機(jī)會多少，但小黑點(diǎn)不表示電子，D不正確。1234567891011121314157.第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有A.2種

B.3種

C.4種

D.5種√123456789101112131415第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有3種，分別是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3)，故選B。8.下列軌道表示式所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是A.B.C.D.123456789101112131415√原子處于基態(tài)時能量最低。A項，Be原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布1個電子，應(yīng)為激發(fā)態(tài)，錯誤；B項，N原子核外電子排布不符合洪特規(guī)則，錯誤；C項，B原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布2個電子，應(yīng)為激發(fā)態(tài)，錯誤；D項，碳原子的1s和2s軌道全部排滿電子后，2p軌道排布2個電子，核外電子排布符合能量最低原理，應(yīng)是基態(tài)碳原子，正確。1234567891011121314159.下列說法正確的是A.最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子所對應(yīng)元素一定位于第ⅡA族B.d區(qū)元素的原子一定都有d軌道電子C.最外層電子排布式為ns1的基態(tài)原子所對應(yīng)元素一定是金屬元素D.基態(tài)原子價層電子排布式為nsnnpn的元素一定是金屬元素√123456789101112131415最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子所對應(yīng)元素不一定位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，故A錯誤；d區(qū)元素的基態(tài)原子都含有d軌道電子，故B正確；最外層電子排布式為ns1的基態(tài)原子所對應(yīng)元素不一定是金屬元素，如H，故C錯誤；基態(tài)原子價層電子排布式為nsnnpn的元素，s能級上最多排列2個電子，則n＝2，所以該原子價層電子排布式為2s22p2，為C元素，是非金屬元素，故D錯誤。12345678910111213141510.人們通常將在同一原子軌道上運(yùn)動、自旋相反的2個電子，稱為“電子對”，將在某一原子軌道上運(yùn)動的單個電子，稱為“未成對電子”。下列基態(tài)原子的電子排布式中，未成對電子數(shù)最多的是A.1s22s22p63s23p6B.1s22s22p63s23p63d54s2C.1s22s22p63s23p63d54s1D.1s22s22p63s23p63d104s1√1234567891011121314151s22s22p63s23p6中未成對電子數(shù)為0；1s22s22p63s23p63d54s2中未成對電子數(shù)為5；1s22s22p63s23p63d54s1中未成對電子數(shù)為6；1s22s22p63s23p63d104s1中未成對電子數(shù)為1。123456789101112131415123456789101112131415√由守恒關(guān)系可知元素X的質(zhì)量數(shù)為27，X與Y最外層電子數(shù)之和為8，質(zhì)子數(shù)相差2，且X為金屬元素，可推知X為Al元素，Y為P元素，二者都有＋3價，都可以形成三氯化物，A項錯誤、B項正確；Al原子質(zhì)子數(shù)為13，P原子質(zhì)子數(shù)為15，故質(zhì)子數(shù)：X<Y，C項錯誤；P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D項錯誤。12345678910111213141512.A、B為兩短周期元素，A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子，B原子核外電子總數(shù)比A原子核外電子總數(shù)多5，則A和B形成的化合物的化學(xué)式為A.A2B3

B.BA2 C.AB4 D.B3A2√由題意知：A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子，A原子核外電子總數(shù)比B原子核外電子總數(shù)少5，那么肯定是B原子M層上多了2個電子，而且A元素原子的L層未排滿，所以得兩者的原子結(jié)構(gòu)示意圖，A：

、B：

，即A為N，B為Mg，A、B構(gòu)成Mg3N2，即B3A2。12345678910111213141513.(2023·揚(yáng)州模擬)X、Y、Z、W、P五種元素，其核電荷數(shù)依次增大。X基態(tài)原子核外只有三個能級，且各能級電子數(shù)相等；Z原子的核外電子有8種運(yùn)動狀態(tài)；Z與W元素位于同一族；P原子核外有4個能層，最外層只有1個電子，其余各層均排滿電子。下列說法正確的是A.基態(tài)X原子最外層有三個未成對電子B.Y基態(tài)原子的軌道表示式：C.P原子的價層電子排布為4s1D.P單質(zhì)分別與Z、W單質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)物中P的化合價一定相同123456789101112131415√1234567891011121314X基態(tài)原子核外只有三個能級，且各能級電子數(shù)相等，為1s22s22p2，為C元素，Z原子的核外電子有8種運(yùn)動狀態(tài)，Z為O元素，Y為N元素，Z與W元素位于同一族，W為S元素，P原子核外有4個能層，最外層只有1個電子，其余各層均排滿電子，為Cu元素。X為C元素，最外層有2個未成對電子，A錯誤；Y為N元素，基態(tài)原子的軌道表示式：

，B正確；P為Cu元素，價層電子排布為3d104s1，C錯誤；Cu和O2反應(yīng)生成CuO，Cu元素的化合價為＋2價，Cu和S反應(yīng)生成Cu2S，Cu元素的化合價為＋1價，D錯誤。1514.(1)鐵觸媒是普遍使用的以鐵為主體的多成分催化劑，通常還含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的幾種。①基態(tài)Mg原子核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有___種；基態(tài)Al原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有___種。②基態(tài)K原子核外電子占據(jù)最高能層的符號是____；基態(tài)K＋最高能級的電子所占據(jù)原子軌道為______形。123456789101112131415613N啞鈴(2)目前合成氨通常采用的壓強(qiáng)為10～30MPa，溫度為400～500℃，十分耗能。我國科研人員研制出了“Fe-LiH”等催化劑，溫度、壓強(qiáng)分別降到了350℃、1MPa，這是近年來合成氨反應(yīng)研究中的重要突破。①基態(tài)Li原子的核外電子排布式為______。②從結(jié)構(gòu)角度比較穩(wěn)定性：Fe2＋___(填“>”或“<”)Fe3＋，其原因是_____________________________________________________。1234567891011121314151s22s1<