專題突破(一)核外電子排布的規范書寫與應用

第一章

原子結構與性質核外電子在原子軌道上排布要遵循三個原則，即泡利(不相容)原理、洪特規則和能量最低原理。這三個原則并不是孤立的，而是相互聯系、相互制約的，也就是說核外電子在原子軌道上排布要同時遵循這三個原則。其中能量最低原理可敘述為在不違背泡利(不相容)原理的前提下，核外電子在各個原子軌道上的排布方式應使整個原子體系的能量最低。

一、核外電子排布的表示方法1二、核外電子排布的規范書寫2隨堂演練3內容索引課時測評4一、核外電子排布的表示方法方法整合原子(核素)符號含義在元素符號的左下方標明質子數、左上方標明質量數的一種圖示即為原子符號實例O電子式含義化學中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子，相應的式子叫做電子式實例168原子(離子)結構示意圖含義將每個能層上的電子總數表示在原子核外的式子實例電子排布式含義用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數，這就是電子排布式實例K：1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內層電子達到稀有氣體原子結構的部分以相應稀有氣體元素符號外加方括號表示實例K：[Ar]4s1價層電子排布式含義主族元素的價層電子指最外層電子，價層電子排布式即最外層電子排布式實例Al：3s23p1軌道表示式(電子排布圖)含義每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子實例Al：

1．下列化學用語表示正確的是A．Ca2＋的結構示意圖為B．基態Fe原子的價層電子軌道表示式為C．基態S原子的電子排布式為1s22s22p63s23p3D．NaOH的電子式：應用體驗√Ca2＋的核外電子數為20－2＝18，所以其結構示意圖為

，A錯誤；基態硫原子為16號元素，電子排布式為1s22s22p63s23p4，C錯誤；NaOH為離子化合物，其電子式為

。2．(2021·天津卷)下列化學用語表達正確的是A．F－的離子結構示意圖：B．基態碳原子的軌道表示式：C．丙炔的鍵線式：D．H2O分子的球棍模型：√F－最外層有8個電子，離子結構示意圖：

，故A錯誤；基態碳原子的軌道表示式：

，故B錯誤；丙炔的三個碳原子在一條線上，故C錯誤；H2O分子的空間結構為V形，所以球棍模型為

，故D正確。返回二、核外電子排布的規范書寫1．核外電子排布式與原子結構示意圖、軌道表示式(電子排布圖)的關系原子結構示意圖→電子排布式→軌道表示式逐步細化核外電子的運動狀態。2．核外電子的排布表示方法的常見誤區(1)當出現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正確，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。方法整合1．下列幾種表示電子排布的方法中正確的是A．32Ge原子的電子排布式：4s24p2B．28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1C．O原子的軌道表示式：D．29Cu＋的價層電子排布式：3d94s1應用體驗32Ge原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，A錯誤；28Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，B錯誤；能層高的電子先失去，即先失去4s電子，后失去3d電子，29Cu＋的價層電子排布式為3d10，D錯誤?！?．下列說法錯誤的是A．ns電子的能量可能低于(n－1)p電子的能量B．6C的電子排布式為1s22s22p，違反了洪特規則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理電子的能量與能層、能級有關，ns電子的能量一定高于(n－1)p電子的能量，A錯誤；根據洪特規則知，2p能級上的兩個電子應排在兩個不同軌道上，B正確；根據能量最低原理知，電子先排能量低的軌道，后排能量高的軌道，故應先排4s軌道，即電子排布式應為1s22s22p63s23p63d14s2，C正確；根據泡利原理知，3p能級最多容納6個電子，D正確。√3．已知基態鉻原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，其并未嚴格按照基態原子核外電子在原子軌道上的排布順序進行排布，為什么核外電子這樣排布呢？____________________________________________________________________________________________。由洪特規則的特例可知，能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿和全空的狀態時，體系的能量較低。1．s、p、d軌道最多容納電子數分別為2、6、10。2．1～36號元素中的洪特規則的兩個特例：24Cr和29Cu。歸納總結返回隨堂演練1．下列電子排布式中，原子處于激發狀態的是A．1s22s2B．1s22s22p5C．1s22s22p63s23p63d54s1D．1s22s22p63s23p63d104s14p3電子排布式1s22s2符合能量最低原理，所以原子為基態，故A不選；1s22s22p5符合能量最低原理，所以為基態，故B不選；1s22s22p63s23p63d54s1符合能量最低原理，所以為基態，故C不選；1s22s22p63s23p63d104s14p3為激發態，根據能量最低原理知，其基態應為1s22s22p63s23p63d104s24p2，故選D?！獭藽r原子的價層電子排布式應為3d54s1，軌道表示式錯誤，故A錯誤；KCl是離子化合物，其電子式：

，故B錯誤；基態Fe原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，則基態Fe3＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d5，故C正確；F的原子結構示意圖：

，故D錯誤。3．下列關于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯誤的是A．1s22s22p63s23p2B．[Ne]3s23p2C.D.√A、B兩項是電子排布式，C、D兩項是軌道表示式，其中C項違背了洪特規則，故錯誤。4．按要求填空：(1)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)。(2)基態Ti原子的核外電子排布式為_______________________________。(3)基態Fe原子的核外電子排布式為_______________________________。(4)氮原子價層電子的軌道表示式(電子排布圖)為_____________。(5)基態Co原子的核外電子排布式為_______________________________。(6)寫出基態As原子的核外電子排布式：_______________________________________________________。K＋、P3－[Ar]3d24s2(或1s22s22p63s23p63d24s2)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)[Ar]3d104s24p3(或1s22s22p63s23p63d104s24p3)返回課時測評√A項所示是N原子的結構示意圖，只能看出在原子核外各能層上含有的電子數的多少，不能確定電子能級，錯誤；B項所示是N原子的電子式，可以看出原子的最外層電子數，不能確定電子能級，錯誤；C項所示是N原子的核外電子排布式，不僅能知道原子核外有幾個能層，還能確定電子能級，正確；D項所示是N原子的軌道表示式，違反了洪特規則，錯誤。2．元素X基態原子的第三能層上有16個電子，該基態原子的價層電子排布式為A．3d16 B．3d84s2

C．3d94s1 D．3d94s2√第三能層上有16個電子，則第三能層的電子排布式為3s23p63d8，又因能量E(3d)>E(4s)，所以X原子的第四能層的電子排布式為4s2，故元素X基態原子的價層電子排布式為3d84s2。3．下列各組表述中，兩個粒子不屬于同種原子的是A．3p能級有一個空軌道的基態原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p2的基態原子B．2p能級無空軌道且有一個未成對電子的基態原子和最外層電子排布式為2s22p5的基態原子C．M層全充滿而N層為4s2的基態原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的基態原子D．最外層電子數是核外電子總數的

的基態原子和最外層電子排布式為4s24p5的基態原子√3p能級有一個空軌道的基態原子，該原子的3p能級有2個電子，則核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，題述兩粒子為同一原子，A錯誤；2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態原子，該原子2p能級有5個電子，最外層電子排布式為2s22p5，題述兩粒子為同一原子，B錯誤；M層全充滿而N層為4s2的基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，題述兩粒子核外電子排布不相同，不表示同一原子，C正確；最外層電子數是核外電子總數的

，說明內層電子數是最外層電子數的4倍，即內層電子數是4的倍數，符合題意的內層電子數為2＋8＋18＝28，則最外層電子數為7，即核外電子總數為35，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外層電子排布式為4s24p5，題述兩粒子為同一原子，D錯誤。4．下列四種元素中，其單質氧化性最強的是A．基態原子最外層電子排布式為3s23p3的元素B．位于周期表中第三周期第ⅢA族的元素C．基態原子最外層電子排布式為2s22p4的元素D．基態原子含有未成對電子最多的第二周期元素√基態原子最外層電子排布式為3s23p3的元素是P元素，位于周期表中第三周期第ⅢA族的元素是Al元素，基態原子最外層電子排布式為2s22p4的元素是O元素，基態原子含未成對電子最多的第二周期元素是N元素，非金屬性：O>N>P>Al，氧氣的氧化性最強。5．下列各組表述中，正確的是A．核外電子排布式為1s22s22p63s23p4的基態原子3p能級有一個空軌道B．第四周期中，未成對電子數最多的原子為MnC．基態34Se原子的簡化電子排布式為[Ar]3d104s24p4D．2p能級有2個未成對電子的基態原子的價層電子排布一定為2s22p2√基態S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，3p能級的軌道表示式為

，沒有空軌道，故A錯誤；第四周期中，未成對電子數最多的原子的價層電子排布為3d54s1，為Cr原子，故B錯誤；Se為34號元素，基態Se原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4，其簡化電子排布式為[Ar]3d104s24p4，故C正確；2p能級有2個未成對電子，則該原子2p能級有2個或4個電子，價層電子排布為2s22p2或2s22p4，故D錯誤。√A項，②狀態2p能級處于半充滿狀態，能量低；B項，①代表基態，②代表激發態，②狀態能量較高；C項，①狀態3d能級處于半充滿狀態，能量較低；D項，①狀態2p能級中兩個電子分占兩個不同的軌道且自旋方向相同，能量較低。7．下列有關核外電子排布不正確的是A．24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1B．K的簡化電子排布式：[Ar]4s1C．N的基態原子的電子排布圖：D．S的基態原子的電子排布圖：√D項中S的基態原子的電子排布圖違背了洪特規則，正確的寫法應是

。8．A、B屬于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外層電子中，成對電子和未成對電子占據的軌道數相等，若A元素的原子序數為a，則B元素的原子序數不可能為A．a＋8 B．a－5C．a＋3 D．a＋11√根據題意可寫出短周期中各主族中符合題意的元素原子的最外層電子的軌道表示式：ⅢA族

、ⅥA族

。據此分析可知B、Al、O和S符合要求，結合A、B屬于短周期中不同主族的元素，則B的原子序數不可能為a＋8。9．A、B、C、D是四種短周期元素，E是過渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子結構示意圖為

，B是同周期除稀有氣體外原子半徑最大的元素，C的最外層有三個未成對電子，E的價層電子排布式為3d64s2?；卮鹣铝袉栴}：(1)A為_____(填元素符號，下同)，電子排布式是_______________。(2)B為_____，電子排布式是_____________。(3)C為_____，電子排布式是_______________。(4)D為_____，軌道表示式是_______________。(5)E為_____，原子結構示意圖是_______。Si1s22s22p63s23p2Na1s22s22p63s1P1s22s22p63s23p3NFe由題意可知，A為Si，B為Na，C為P，則D為N，E為Fe。A、B、C、D、E5種元素核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p2、1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p3、1s22s22p3、1s22s22p63s23p63d64s2。N的軌道表示式為

，Fe的原子結構示意圖為

。10．按要求填空：(1)寫出下列基態原子或基態離子的電子排布式。B：______________________；V：________________________________；N3－：______________________；Cr3＋：____________________________。(2)氧元素基態原子核外未成對電子數為____；寫出3p軌道上有2個未成對電子的元素符號_______，M層上有2對成對電子的原子最外層共有____種不同運動狀態的電子。1s22s22p1(或[He]2s22p1)1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)1s22s22p6(或[He]2s22p6)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)2Si或S6O原子核外有8個電子，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p4，4個電子在3個軌道中排布，故未成對電子數是2；3p軌道上有2個未成對電子的元素的價層電子排布為3s23p2或3s23p4，核外電子數為14或16，元素符號為Si或S；M層上有2對成對電子的原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，最外層上有6個電子，它們共有6種不同運動狀態。(3)某元素的原子序數為33，該元素原子的價層電子排布為_______，該元素原子核外有____個能層，____個能級，占據____個原子軌道。其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，價層電子排布為4s24p3，得出該元素原子核外有4個能層、8個能級，共1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＋3＝18個原子軌道(s：1個軌道；p：3個軌道；d：5個軌道)。4s24p34818(4)基態Fe核外有___個未成對電子，基態Fe2＋核外有_______對自旋狀態相反的電子?；鶓BFe電子排布式為[Ar]3d64s2，在3d軌道上有4個未成對電子，基態Fe2＋電子排布式為[Ar]3d6，有10對自旋狀態相反的電子。41011．根據原子核外電子的排布情況，回答下列問題：(1)B元素的正三價離子的3d能級為半充滿，B的元素符號為______，其基態原子的電子排布式為__________________________________，其原子結構示意圖為________。B元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，即26號Fe元素。Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)C元素基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，C的元素符號為____，其基態原子的電子排布式為___________________________________。C元素基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，故C為Cu。Cu(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d104s1(3)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則n＝___；原子中能量最高的能級是____，價層電子軌道表示式為____________。22p12．A、B、C、D、E代表五種元素。請回答下列問題。(1)A元素基態原子的最外層有3