【基礎知識】原子結構與性質考點二電子排布【必備知識】能層與能級核外電子按能量不同分成電子層（能層），同一電子層的電子，還被分成不同能級。能層一二三四…符號KLMN…能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f…原子軌道數1131351357…容納電子數2262610261014…2818322n2二、電子云與原子軌道電子云：核外電子的概率密度分布圖。電子云輪廓圖：給出了電子在核外空間出現概率90%的空間區域。原子軌道：電子在原子核外的一個空間運動狀態。原子軌道電子云輪廓形狀軌道個數取向能量s球形1無——p啞鈴形3相互垂直npx=npy=npz三、基態與激發態原子光譜1、基態原子：處于最低能量狀態的原子。激發態原子：基態原子吸收能量，它的電子會躍遷到較高能級，變為激發態原子。2、原子光譜電子從低能級躍遷到高能級，吸收能量，形成吸收光譜。電子從高能級躍遷到低能級，發射能量，形成發射光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。基態原子的核外電子排布1、原則①構造原理：構造原理呈現的能級交錯源于光譜學事實。即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…②能量最低原理：在構建基態原子時電子將盡可能地占據能量電子最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。③泡利不相容原理：一個原子軌道中最多只能容納兩個電子，且這兩個電子的自旋不同。④洪特規則（同向優先占軌）：對于基態原子，核外電子在能量相同的原子軌道上排布時，將盡可能分占不同的原子軌道并且自族狀態相同。注意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為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。例1、在書寫基態原子的軌道表示式時，常出現以下錯誤：①(違反能量最低原理)；②(違反泡利不相容原理)；③(違反洪特規則)；④(違反洪特規則)。例2、寫出1~36號元素核外價電子排布式元素價電子排布式元素價電子排布式元素價電子排布式H1s1Al3s23p1Mn3d54s2He2s2Si3s23p2Fe3d64s2Li2s1P3s23p3Co3d74s2Be2s2S3s23p4Ni3d84s2B2s22p1Cl3s23p5Cu3d104s1C2s22p2Ar3s23p6Zn3d104s2N2s22p3K4s1Ga4s24p1O2s22p4Ca4s2Ge4s24p2F2s22p5Sc3d14s2As4s24p3Ne2s22p6Ti3d24s2Se4s24p4Na3s1V3d34s2Br4s24p5Mg3s2Cr3d54s1Kr4s24p6例3、寫出Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cu+的價電子排布式。（先失4s后3d。）【答案】Fe2＋：3d6；Fe3＋：3d5；Cu+：3d10；Cu2+：3d9例4、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的是()A.B.C.D.【答案】D2、寫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（表示）式[Ne]3s23p4價層電子排布3s23p4價電子排布圖(或價電子軌道表示式)3、常見電子狀態的描述硫原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p4a．運動狀態等于電子數S原子核外有16個電子，則有16種不同運動狀態的電子b．空間運動狀態等于軌道數軌道數為1+1+3+1+3=9，則有9種不同的空間運動狀態c．伸展方向看軌道類型S原子的s軌道為球形，只有1種伸展方向，p軌道有3種伸展方向，則共有4種不同的伸展方向d．不同能量的電子看軌道數有5種不同能量的電子e．運動范圍看電子層S原子的核外有3個電子層，有3種不同的運動范圍【概念辨析】1、p能級的能量一定比s能級的能量高。()2、同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數依次增多。()3、2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等。()4、2px、2py、2pz的能量相等。()5、α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據。()6、基態原子電子能量的高低順序為E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)。()7、從空間角度看，2s軌道比1s軌道大，其空間包含了1s軌道。（）8、N原子的電子有7種運動狀態。（）9、基態原子釋放能量轉化為激發態原子。（）10、Fe的基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6()11、22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理()12、表示的原子能量處于最低狀態()13、1s22s12p1表示的是激發態原子的電子排布()14、某些金屬及其化合物在燃燒時會產生特殊的顏色，是由于電子躍遷時能量以一定頻率的光釋放出來()15、磷元素基態原子的電子排布圖為，違背洪特規則。()16、所有基態原子的核外電子排布都遵循構造原理。()17、N電子層中有4s、4p、4d、4f四個能級，共16個軌道，可容納32種運動狀態的電子。()18、在K電子層中，有自旋相反的兩條軌道。()19、s電子繞核運動，其軌道為球面，而p電子在啞鈴形曲面上運動。()20、電子云通常是用小黑點來表示電子的多少。()【答案】1.×2.×3.×4.√5.√6.×7.×8.√9.×10.×11.×12.×13.√14.√15.√16.×17.√18.×19.×20.×

【跟蹤練習】1、按要求作答(2023湖南卷)基態N原子的價層電子排布圖：__________。(2023北京卷)基態S原子價層電子排布式是__________。(2023北京卷)基態24Cr原子的價層電子軌道表示式為__________

(2023廣東卷)基態Fe2＋的3d電子軌道表示式為___________。(2022·全國甲卷)基態F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為_____________。(2022·廣東卷)Se與S同族，基態硒原子價電子排布式為_____________。(2022·山東卷)基態Ni原子的價電子排布式為_______，在元素周期表中位置為_____________。(2022·海南卷)基態O原子的電子排布式_______，其中未成對電子有_______個(2022·河北卷)基態S原子的價電子中，兩種自旋狀態的電子數之比為_____________。(2021·全國甲卷)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排布式為________。(2021·河北卷)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)(2021·山東卷)基態F原子核外電子的運動狀態有________種(2021·天津卷)基態Fe原子的價層電子排布式為_________________。(2021·福建卷)基態C原子的成對電子數與未成對電子數之比為_____________。(2020·全國I卷)基態Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數之比為______________。(2020·全國II卷)基態Ti原子的核外電子排布式為______________。(2019·全國II卷)Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為____________。【答案】(1)(2)3s23p4(3)(4)(5)(6)4s24p4(7)3d84s2第四周期第VIII族(8)1s22s22p4或[He]2s22p42(9)1：2或2：1(10)3s23p2(11)P3－、K＋(12)9(13)3d64s2(14)2∶1(15)eq\f(4,5)(16)1s22s22p63s23p63d24s2(17)4s4f52、完成下列各小題(1)Zn原子核外電子排布式為___________________，Sc的價電子排布式________________________，V的價電子排布圖_____________________。(2)基態K原子中，核外電子占據的最高能層的符號是________，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_____________。(3)Co基態原子核外電子排布式為______________________。(4)在周期表中，與Li的化學性質最相似的鄰族元素是___________，該元素基態原子核外M層電子的自旋狀態________(填“相同”或“相反”)。(5)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為_________________，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。(6)銅或銅鹽的焰色試驗為綠色，該光譜是________________(填“吸收光譜”或“發射光譜”)。(7)基態O原子核外電子的運動狀態有______種。(8)基態鈦原子的價電子排布式為________，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。(9)基態Si原子價電子的運動狀態有________種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23peq\o\al(2,x)違背了________。(10)基態Cu原子核外電子的空間運動狀態有________種。Cu2＋基態核外電子排布式為________。(11)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。(12)血紅蛋白中的鐵處于基態時，其最高能級中的單電子數為________。在空氣中FeO穩定性小于Fe2O3，從電子排布的角度分析，其主要原因是_________________________。(13)Cr與Ni的基態原子核外未成對電子數之比為________。(14)第4周期中未成對電子數最多的基態原子的價電子軌道表示式為________。(15)2020年12月17日，“嫦娥五號”首次成功實現地外天體采樣返回，標志著我國航天向前邁出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多種元素。上述元素中基態原子未成對電子數與Al相同的有________。(16)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當今科學研究的重要課題，可用反應B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4=NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑進行制備。反應中涉及元素的基態原子中含1個未成對電子的有________種。【答案】(1)[Ar]3d104s23d14s2(2)N球形(3)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)(4)Mg相反(5)(或)啞鈴(紡錘)(6)發射光譜(7)8(8)3d24s21222(9)4洪特規則(10)15[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(11)14d25s23(12)4Fe2＋價電子排布式為3d6，而Fe3＋的價電子排布式為3d5，為半充滿穩定結構，故FeO穩定性小于Fe2O3(13)3∶1(14)(15)Cu(16)5【解析】(8)基態Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價電子排布式為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。(10)基態Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1，基態Cu原子核外有幾個軌道，其核外電子就有幾種空間運動狀態，則基態Cu原子核外電子的空間運動狀態有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15種。(11)Ti位于第4周期，Ti基態原子未成對電子數是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。(13)基態鉻原子價電子排布式為3d54s1，核外有6個未成對電子，基態鎳原子價電子排布式為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。(15)Al的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，有1個未成對電子，Cr、Cu、C、N、O、Si中只有Cu(價電子排布：3d104s1)基態原子未成對電子數與Al相同3、(2022·全國乙卷)氟原子激發態的電子排布式有_______，其中能量較高的是_____________。a．1s22s22p43s1b．1s22s22p43d2c．1s22s12p2d．1s22s22p33p2【答案】add4、(2021·全國乙卷)（多選）對于基態Cr原子，下列敘述正確的是______________。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為[Ar]3d54s1B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C．電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大【答案】AC5、(2018·全國I卷)下列Li原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為______、______。A．B．C．D．【答案】DC6、人們通常將在同一原子軌道上運動、自旋相反的2個電子，稱為“電子對”，將在某一原子軌道上運動的單個電子，稱為“未成對電子”。下列基態原子的電子排布式中，未成對電子數最多的是()A．1s22s22p63s23p6B．1s22s22p63s23p63d54s2C．1s22s22p63s23p63d54s1D．1s22s22p63s23p63d104s1【答案】C【解析】1s22s22p63s23p6中未成對電子數為0；1s22s22p63s23p63d54s2中未成對電子數為5；1s22s22p63s23p63d54s1中未成對電子數為6；1s22s22p63s23p63d104s1中未成對電子數為1。7、A、B、C、D、E均為36號以前的元素，請完成下列空白：(1)A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________；其基態原子價電子的軌道表示式為______________________________________________。(2)B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，B的元素符號為________，其基態原子的核外電子排布式為_____________________________________。(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，F的元素符號為________，其基態原子的電子排布式為_________，其原子的結構示意圖為________________。(4)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋