2027步步高大一輪復習化學廣東版第七章　第25講　原子結構　核外電子排布規律

第七章

第25講

原子結構核外電子排布規律1.掌握原子結構中微粒數目的關系。2.了解原子核外電子的運動狀態、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。復習目標課時精練考點一原子核、核素、同位素考點二核外電子運動狀態與排布原理練真題

明考向內容索引原子核、核素、同位素考點一1.原子結構(1)原子的構成核素元素最外層電子數(2)微粒符號及其意義質量數(3)微粒間的數目關系①質量數(A)=

數(N)+

數(Z)②中性粒子(原子、分子等)：核外電子數=質子數=核電荷數陽離子：核外電子數=質子數-所帶電荷數陰離子：核外電子數=質子數+所帶電荷數質子數中子質子2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的關系質子數中子質子數中子數(2)同位素的特征①同一元素的各種核素，

性質幾乎完全相同，

性質差異較大。②同一元素的各種穩定核素在自然界中所占的原子百分數(豐度)不變。(3)幾種重要核素的用途化學核素用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子物理易錯辨析

×××××√一、元素、核素、同位素概念辨析1.我國首次制備出豐度超過99%的64Ni。64Ni經質子束流轟擊可獲得具有放射性的醫用核素64Cu。下列說法不正確的是A.Ni屬于d區元素B.64Ni原子核內中子數是36C.64Ni與64Cu互為同位素D.64Ni經質子束流轟擊獲得64Cu的過程不屬于化學變化√

Ni元素價層電子排布式為3d84s2，所以Ni屬于d區元素，A正確；質子數+中子數=質量數，64Ni的原子序數為28，質量數為64，故64Ni原子核內中子數為64-28=36，B正確；同位素的定義是質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子的互稱，而64Ni與64Cu不是同一元素，所以不互為同位素，C不正確；化學變化的最小粒子是原子，而64Ni經質子束流轟擊獲得64Cu是在原子核層面上發生的變化，不屬于化學變化，D正確。

√

核素同位素

302475

√

鐒(Lr)的兩種核素質子數相等、中子數不同，物理性質不完全相同，A項錯誤；該反應中沒有元素化合價發生變化，不屬于氧化還原反應，B項錯誤；由質子數守恒可得24+81=b+2，解得b=103，由質量數守恒可得50+2+a=251+4，解得a=203，C項正確；251Lr的中子數為251-103=148，中子數與質子數之差為148-103=45，D項錯誤。返回考點二核外電子運動狀態與排布原理1.核外電子運動狀態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。量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。回答下列問題：(1)填寫下表，熟悉原子核外能層、能級、原子軌道之間的關系。KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832能層(n)一二三四能層符號_____________能級符號________________________________各能級原子軌道數______________________________各能層原子軌道數____________最多容納電子數____________(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)預測第五能層上原子軌道總數是多少？最多能容納的電子數是多少？球啞鈴3答案25，50(4)比較下列基態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.基態與激發態原子光譜(1)基態原子：處于

的原子。激發態原子：基態原子吸收能量，它的電子會

到較高能級，變為激發態原子。最低能量狀態躍遷(2)原子光譜不同元素原子的電子發生躍遷時會

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。吸收釋放吸收發射3.基態原子核外電子排布原則(1)泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納

個電子，它們的自旋

。(2)洪特規則：基態原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。(3)能量最低原理：在構建基態原子時，電子將盡可能地占據

的原子軌道，使整個原子的

。2相反能量最低能量最低4.構造原理——基態原子電子填入能級的順序5.基態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)

洪特規則的特例當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)狀態時，體系的能量最低，如基態24Cr原子的核外電子排布式不能寫為1s22s22p63s23p63d44s2，正確的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1。特別提醒易錯辨析1.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等(

)2.基態原子電子能量的高低順序為E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)(

)3.霓虹燈發光是由于電子從激發態躍遷到較低能量的激發態或基態產生的(

)4.電子云圖中小黑點密的地方，核外空間電子數目多(

)5.基態鐵原子的簡化電子排布式為[Ar]4s2(

)××√××易錯辨析6.基態硼原子最高能級的電子云輪廓圖：

(

)7.基態碘原子核外電子占據最高能級的電子云輪廓圖為啞鈴狀(

)8.基態Fe2+價層電子軌道表示式為(

)×√×一、基態原子、離子的電子排布式、軌道表示式書寫1.按要求書寫電子排布式或軌道表示式。(1)基態銅原子的電子排布式為

。

(2)基態Cr3+的核外電子排布式為

。

(3)基態Mn2+的核外電子排布式為

。

(4)基態釩(V)原子的價層電子軌道表示式為

。

(5)基態鎵(Ga)原子的核外電子排布式為_________________________________________。

(6)基態Ni2+的價層電子軌道表示式為

。

1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)二、基態原子核外電子的運動狀態、未成對電子數目的判斷2.(1)基態F原子核外電子的運動狀態有

種。

9

基態F原子共有9個核外電子，每個電子都有對應的軌道和自旋狀態，所以核外電子的運動狀態有9種。(2)基態Ti原子的價層電子排布式為

，其原子核外電子的空間運動狀態有

種，共有

種運動狀態不同的電子。

3d24s21222

基態Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價層電子排布式為3d24s2；s軌道有一種空間運動狀態，p軌道有三種空間運動狀態，d軌道有五種空間運動狀態，3d軌道只有兩個電子，有兩種空間運動狀態，因此基態Ti原子的核外電子的空間運動狀態有12種；核外有22個電子，就有22種運動狀態。

4洪特規則歸納總結核外電子運動狀態的判斷電子的運動狀態與原子核外電子數目相等；空間運動狀態與核外電子填充原子軌道的數目相等。3.(1)基態Ti3+中未成對電子數有

個；與Ti同族相鄰的元素Zr的基態原子價層電子排布式為

。與鈦同周期元素的基態原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有

種。

14d25s23

Ti位于第四周期，Ti的基態原子價層電子排布式為3d24s2，未成對電子數是2，與鈦同周期的所有元素的基態原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有Ni、Ge、Se。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態時，其最高能級中的單電子數為

。

(3)Cr與Ni的基態原子核外未成對電子數之比為

。

43∶1

基態鉻原子價層電子排布式為3d54s1，核外有6個未成對電子，基態鎳原子價層電子排布式為3d84s2，核外有2個未成對電子，則鉻與鎳的基態原子核外未成對電子數之比為3∶1。三、核外電子排布與元素推斷4.元素推斷(1)A、B、C、D4種元素的核電荷數依次增大，它們離子的電子層數相同且最外層電子數均為8。A原子的L層電子數與K、M層電子數之和相等，D原子的K、L層電子數之和等于核外電子總數的一半。則4種元素的元素符號依次是A：

，B：

，C：

，D：

。

SClKCa(2)①E元素基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為

；

其基態原子價層電子的軌道表示式為

。

②元素F的正三價離子的3d能級為半充滿，F的元素符號為

，其基態原子的核外電子排布式為

。

NFe返回1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)精練真題練真題明考向

√

2.(2021·廣東，3)“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關說法正確的是A.煤油是可再生能源B.H2燃燒過程中熱能轉化為化學能C.火星隕石中的20Ne質量數為20D.月壤中的3He與地球上的3H互為同位素√

煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學能轉化為熱能，故B錯誤；元素符號左上角數字為質量數，所以火星隕石中的

20Ne

質量數為20，故C正確；同位素為同種元素，3He

和

3H不是同種元素，不互為同位素，故D錯誤。3.[2024·北京，15(1)]Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。將Sn的基態原子最外層軌道表示式補充完整。答案

Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族，基態Sn原子的最外層電子排布式為5s25p2，Sn的基態原子最外層軌道表示式為

。

4.按要求解答下列問題。(1)[2025·廣東，19(1)]基態Ti原子的價層電子排布式為

。

(2)[2024·廣東，19(1)①]基態N原子價層電子的軌道表示式為

。

(3)[2023·廣東，19(1)①]基態Fe2+的3d電子軌道表示式為

。3d24s2(4)[2019·全國卷Ⅰ，35(1)]下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是

(填字母)。A4∶5返回(5)[2020·全國卷Ⅰ，35(1)]基態Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數之比為

。

A.[Ne]

B.[Ne]C.[Ne]

D.[Ne]精練高頻考點提升關鍵能力課時精練對一對題號1234567答案ACBCADD題號8910111213答案ABBBDB答案123456789101112131514答案1234567891011121314.

1514答案1234567891011121315.(1)B、Cu

(3)

(3)1s22s22p63s1

6

(4)三種元素的非金屬性依次增強(5)C3N415141.(教材改編)下列說法正確的是A.對于同一原子，2s電子的電子云半徑比1s電子的大B.2p、3p、4p能級的軌道數依次增多C.p能級能量一定比s能級的能量高D.2px、2py、2pz軌道相互垂直，但能量不相等√12345678910111213答案

無論是哪個能層上的p能級，都有3個原子軌道，故B錯誤；s能級的能量不一定小于p能級的能量，如4s>3p，故C錯誤；同一能層p能級上原子軌道能量相等，并且相互垂直，故D錯誤。15142.(2025·清遠模擬)“新能源技術”是我國實現“雙碳”目標的重要支撐。下列說法正確的是A.生物柴油制備：將地溝油制成生物柴油，其成分與柴油成分相同B.鋰硅電池：硅(Si)的電子排布式為[Ne]3s23p3C.氫氧燃料電池：氫氣與氧氣反應生成水，同時釋放電能，化學能轉化

為電能D.“光伏發電”技術：太陽能電池板中硅原子的電子躍遷屬于化學變化√12345678910111213答案1514

地溝油的主要成分是甘油三酯，生物柴油的主要成分為脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，二者成分不同，A項錯誤；硅為14號元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p2，可簡化為[Ne]3s23p2，B項錯誤；氫氧燃料電池中，氫氣失電子、氧氣得電子后生成水，同時釋放電能，變化過程中化學能轉化為電能，C項正確；太陽能電池板中硅原子的電子躍遷屬于物理變化，D項錯誤。12345678910111213答案1514

12345678910111213答案√15144.下列關于核外電子的運動狀態的說法錯誤的是A.核外電子是分層運動的B.只有能層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態都確定

時，電子運動狀態才能被確定C.只有能層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態都確定

時，才能確定每一個電子層的最多軌道數D.電子云的空間伸展方向與電子的能量大小無關12345678910111213答案√1514

電子所具有的能量不同，就會在不同的能層上運動，A正確；電子運動狀態是由能層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態共同決定的，B正確；可由能層數確定能層中的最多原子軌道數，C錯誤；同一能級的電子具有相同的能量，與電子云的空間伸展方向無關，與其自旋狀態也無關，D正確。12345678910111213答案15145.氯化鈉在灼燒過程中，發出黃色的光，下列對此現象的描述正確的是A.發射光譜，物理變化

B.發射光譜，化學變化C.吸收光譜，物理變化

D.吸收光譜，化學變化√12345678910111213答案

氯化鈉在灼燒過程中，發出黃色的光，是由于處于激發態的電子從能量較高的激發態躍遷到能量較低的激發態或基態時，會以光的形式釋放能量，故為發射光譜，該過程沒有新物質生成，屬于物理變化，A正確。15146.如圖甲是氫原子的1s電子云圖(即概率密度分布圖)，圖乙、丙分別表示s、p能級的電子云輪廓圖。下列有關說法正確的是12345678910111213答案A.電子云圖(即概率密度分布圖)就是原子軌道圖B.激發態H原子的軌道表示式：C.由圖乙可知，s能級的電子云輪廓圖呈圓形，有無數條對稱軸D.由圖丙可知，p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，且有3個伸展方向√1514

由于電子云圖難以繪制，所以通常把電子在原子核外空間出現概率約為90%的空間圈出來，稱為電子云輪廓圖，常叫做原子軌道圖，故A錯誤；K能層只有s能級沒有p能級，故B錯誤；s能級的電子云輪廓圖呈球形而不是圓形，故C錯誤；p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，有px、py、pz三個伸展方向，并且互相垂直，D正確。12345678910111213答案15147.(2025·廣東階段練習)科技推動社會進步，創造美好生活。下列有關解讀錯誤的是12345678910111213答案選項科技摘錄解讀A“天舟七號”為中國空間站送去推進劑氙氣(Xe)基態Xe原子價層電子排布式為5s25p6B運動會開幕式采用電子煙花使用電子煙花體現節約與環保C大連化學物理研究所開發新型催化劑使CH3OH和CO合成CH3COOH成為可能該反應中原子利用率為100%D南京大學一團隊合成出了一種新型鋰氧電池電催化劑FeCoNiMnPtIr催化劑中所含元素均位于前四周期√1514

Xe屬于稀有氣體，位于元素周期表第五周期0族，則基態Xe原子價層電子排布式為5s25p6，A正確；使用電子煙花不產生任何大氣污染物，同時耗能少，體現節約與環保，B正確；CH3OH+CO—→CH3COOH，產物只有一種，該反應中原子利用率為100%，C正確；新型鋰氧電池電催化劑FeCoNiMnPtIr中，Fe、Co、Ni、Mn位于第四周期，Pt、Ir位于第六周期，D錯誤。12345678910111213答案15148.氮的化合物種類繁多、應用廣泛，下列不同狀態的氮原子能量最低的是A.B.C.D.12345678910111213答案√151412345678910111213答案

遵循能量最低原則、洪特規則、泡利原理，故A符合題意；

中1s軌道未填充滿，處于激發態，故B不合題意；

中2s軌道未填充滿，處于激發態，故C不合題意；

中1s和2s軌道均未填充滿，處于激發態，故D不合題意。1514

12345678910111213答案√1514

Fe2+的價層電子排布式為3d6，而Fe3+的價層電子排布式為3d5，3d軌道達到半充滿狀態，比較穩定，所以Fe2+容易失電子轉變為Fe3+，表現出較強的還原性，②選；基態Cu原子的電子排布式為[Ar]3d104s1，3d軌道達到全充滿狀態，比較穩定，所以電子排布式為[Ar]3d104s1，而不是[Ar]3d94s2，③選；激發態碳原子的電子排布是基態電子吸收能量躍遷的結果，與基態原子的穩定排布規則無關，不能作為洪特規則特例的證據，④不選。12345678910111213答案1514

12345678910111213答案

√151412345678910111213答案

由守恒關系可知，元素X的質量數為27，X與Y最外層電子數之和為8，質子數相差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、C項錯誤、B項正確；P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D項錯誤。1514

12345678910111213答案√1514

12345678910111213答案151412.下列化學用語表達正確的是A.基態硅原子的軌道表示式：B.基態Cr原子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d612345678910111213答案C.NCl3的電子式：D.C原子的核外能量最高的電子云圖像如圖：√151412345678910111213答案

基態硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，軌道表示式：

，故A錯誤；Cr元素為24號元素，原子核外有24個電子，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，故B錯誤；NCl3是共價化合物，電子式為

，故C錯誤；C原子核外能量最高的軌道為2p，電子云圖像如圖：

，故D正確。151413.X、Y、Z、W、P五種元素，其核電荷數依次增大。X基態原子核外只有三個能級，且各能級電子數相等；Z原子的核外電子有8種運動狀態；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X原子最外層有三個未成對電子B.基態Y原子的軌道表示式為C.P原子的價層電子排布為4s1D.P單質分別與Z、W單質反應，產物中P的化合價一定相同12345678910111213答案√151412345678910111213答案

基態X原子核外只有三個能級，且各能級電子數相等，核外電子排布式為1s22s22p2，為C元素；Z原子的核外電子有8種運動狀態，Z為O元素；原子序數：Z>Y>X，則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，基態原子最外層只有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，基態原子的軌道表示式為

，B正確；P為Cu元素，價層電子排布為3d104s1，C錯誤；Cu和O2反應生成CuO，Cu元素的化合價為+2，Cu和S反應生成Cu2S，Cu元素的化合價為+1，D錯誤。151412345678910111213答案1414.(1)[2024·山東，16(1)節選]同周期中，基態原子未成對電子數比Mn多的元素是

(填元素符號)。

Cr

1512345678910111213答案14(2)[2024·浙江6月選考，17(2)改編]Ge的基態原子簡化電子排布式為

。Fe原子變成Fe+，優先失去

軌道上的電子。

(3)[2024·湖北，16(1)]基態Be2+的軌道表示式為

。

(4)[2024·新課標卷，29(1)節選]Ni基態原子價電子的軌道表示式為

。

(5)[2024·河北，16(1)節選]釩原子的價層電子排布式為

。

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