高考化學一輪復習同步課件 第7章　第26講　原子結構　核外電子排布規律（魯科版）

第7章

第26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內容索引課時精練練真題

明考向原子核、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質子數(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核素用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子化學物理

×易錯辨析××××√一、元素、核素、同位素概念辨析1.(2025·北京豐臺模擬)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。返回核外電子運動狀態與排布原理考點二1.核外電子運動狀態核外電子按能量不同分成電子層，同一電子層的電子，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，熟悉原子核外電子層、能級、原子軌道之間的關系。電子層(n)一二三四電子層符號能級符號各能級原子軌道數各電子層原子軌道數最多容納電子數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)預測第五電子層上原子軌道總數是多少？最多能容納的電子數是多少？答案25，50球啞鈴3(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答案

1s<2s<2p<3s<3p<3d②2s、2px、2py、2pz答案

2s<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)泡利不相容原理：一個原子軌道中最多只能容納

個電子，且這兩個電子的自旋狀態

。(2)洪特規則：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旋狀態相同。(3)能量最低原理：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

。兩不同能量最低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價電子排布式3s23p4價電子軌道表示式

特別提醒

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。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+價電子軌道表示式為

(

)×易錯辨析√×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。歸納總結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4周期，Ti的基態原子價電子排布式為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

。4

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。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

。NFe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)返回精練真題練真題明考向

√

2.[2025·浙江1月選考，17(1)]關于ⅤA族元素原子結構的描述，下列說法正確的是

。A.基態P原子3p軌道上的電子自旋方向相同B.As3+的最外層電子數為18C.P3+的半徑小于P5+的半徑D.電子排布為[Ne]3s13p4的P原子處于激發態AD

基態P原子價電子排布式為3s23p3，根據洪特規則，3p軌道上的3個電子自旋方向相同，故A正確；基態As原子價電子排布式為4s24p3，As3+的價電子排布式為4s2，最外層電子數為2，故B錯誤；P3+比P5+多一個能層，所以P3+的半徑大于P5+的半徑，故C錯誤；基態P原子的電子排布式為[Ne]3s23p3，電子排布為[Ne]3s13p4的P原子處于激發態，故D正確。3.[2024·北京，15(1)]Sn位于元素周期表的第5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5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)[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)。A. B.C. D.(2)[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

。A4∶5返回精練高頻考點提升關鍵能力課時精練對一對題號12345678答案ADBCADDA題號910111213答案BBCDB答案12345678910111213141514.

答案12345678910111213141515.(1)B、Cu(2)(3)1s22s22p63s1

6

(4)三種元素的非金屬性依次增強(5)C3N4

答案1234567891011121314151.(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√1234567891011121314答案15

無論是哪個電子層上的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；同一電子層p能級上原子軌道能量相等，并且相互垂直，故D錯誤。2.(2024·上海，2)下列關于18F與19F說法正確的是A.是同種核素 B.是同素異形體C.19F比18F多一個電子 D.19F比18F多一個中子√1234567891011121314答案15

18F與19F質子數相同、中子數不同，因此兩者不是同種核素，A錯誤；同素異形體指的是同種元素形成的不同單質，18F與19F不是單質，因此兩者不是同素異形體，B錯誤；18F與19F互為同位素，同位素之間質子數和電子數均相同，19F比18F多一個中子，C錯誤、D正確。

√1234567891011121314答案154.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.只有電子層、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.只有電子層、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√1234567891011121314答案15

電子所具有的能量不同，就會在不同的電子層上運動，A正確；電子運動狀態是由電子層、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；可由電子層數確定電子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。1234567891011121314答案155.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√1234567891011121314答案15

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。6.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√1234567891011121314答案15

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電子層只有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。1234567891011121314答案157.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.1234567891011121314答案15√

原子處于基態時能量最低。Be原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布1個電子，應為激發態，A錯誤；圖中所示的N原子核外電子排布不符合洪特規則，B錯誤；B原子的2s軌道未排滿電子，2p軌道排布2個電子，應為激發態，C錯誤；碳原子的1s和2s軌道全部排滿電子，2p軌道排布2個電子，核外電子排布符合能量最低原理，為基態碳原子，D正確。1234567891011121314答案158.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.1234567891011121314答案15√1234567891011121314答案15

遵循能量最低原則、洪特規則、泡利不相容原理，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。

√1234567891011121314答案15

Fe2+的價電子排布式為3d6，而Fe3+的價電子排布式為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。1234567891011121314答案15

√1234567891011121314答案15

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。1234567891011121314答案1511.下列Li原子軌道表示式表示的狀態中，能量最高的是A. B.C. D.1234567891011121314答案15√

基態能量最低，處于激發態能量較高，能量：1s<2s<2p，Li原子軌道表示式表示的狀態中，能量最高的是

，故選C。12.(2026·吉林通化第一中學模擬)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：1s22s22p63s23p63d6C.NCl3的電子式：D.C原子的核外能量最高的電子云圖像如圖：√1234567891011121314答案151234567891011121314答案15

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。13.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個電子層，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√1234567891011121314答案15

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個電子層，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。1234567891011121314答案1514.(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)。1234567891011121314答案15Cr

(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]釩原子的價電子排布式為

。1234567891011121314答案15

4s3d34s215.前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，其相關性質如表所示：1234567891011121314答案15A基態A原子核外電子占據3個軌道B原子核外有6種運動狀態不同的電子C元素原子的核外p電子數比s電子數少1個D基態原子核外有6個原子軌道排有電子，且只有1個未成對電子E基態E+填充電子的電子層中原子軌道均全充滿(1)元素A、E的元素符號分別是

。畫出元素A基態