原子結構 核外電子排布規律（原卷版及解析版）

第七章原子結構與性質元素周期律

第26講原子結構核外電子排布規律

【高考考向預測】

原子結構與核外電子排布怪繞微粒構成、能級排布、電子運動特征展開，關聯同位素、化學鍵成

因及元素性質；近三年為基礎高頻考點，多見于選擇題與結構填空題，考查頻次穩定；預測2027年側

重特殊電子排布微粒推斷、價電子分析、排布規律應用，結合新元素、微粒結構情境出題，強化結構

與性質關聯分析。

【雙基自測?明考向】

1.原子核、核素、同位素易錯辨析

(1)核聚變如：H+：H—+Jn,因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()

(2)所有原子核內一定有中子()

(3)質量數就是元素的相對?原子殖量()

(4)質子數相同的微粒一定屬于同一種元素()

(5)核外電子數相同的微粒，其質子數一定相同()

(6)券C1與衿。得電子能力幾乎相同()

2.核外電子運動狀態與排布原理易錯辨析

(I)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(ls)<E(2s)<E(2pA)<E(2pv)<E(2p:)()

(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()

⑸基態鐵原子的簡化電子排布式為[Ar]4s1

(6)基態硼原子最高能級的電子云輪廓圖:

(7)忠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()

3d4s

8.基態Fe"價層電子機道表示式為'.'A''.，|()

【核心梳理?明考點】

考點一原子核、核素、同位素

1.原子結構

（1）構成原子的微粒及作用

（原（質子（Z個）一決定元素的種類

原子（-X）￡j中子KA—Z）個］---------------同位素

核I決定原子種類

、核外電子（Z個）——最外層電了數決定元素的性質

（2）微粒之間的數量關系

①原子中：質子數（Z）=核電荷數=核外電子數。

②質量數（A）=質子數（Z）+（N）。

③陽離子的核外電子數=質r數一陽離子所帶的電荷數。

④陰離子的核外電子數=質子數+陰離子所帶的電荷數。

（3）關于質量數

①只有具體的原子才有質量數，元素沒有質量數。

②某核素的質量數可視為該核素的近似相對原子質量。

（4）微粒符號周圍數字的含義

元素化合價

質最數t7高子所帶電荷數

zX：^

質子數/、原子個數

2.元素、核素、同位素

（1）元素、核素、同位素的關系

具有相同質子數的一類原子的總稱.

同種元素可有多種不同的核素

具有一定數目質子和一定數目中子

的一種原子

質子數相同而中子數不同的同一元

素的不同原子的互稱

（2）同位素的特征

①天然存在同一元素的各核素所占原子百分數（豐度）一般不變。

②同位素的“六相同”與“三不同”

質子數相同一一同一元素

核電荷數相同ftp位置相同

核外電子數相同一W卜-化學性質相同

物理性質不Ml酮啜器需

（3）氫元素的三種核素

23

；H、嚴、嚴用字母H、表示，名稱為

（4）幾種重要的核素及其應用

3H8

1o

核素23電14c2H

用途核燃料用于考古斷代制示蹤原子

【考點突破?明方向】

考向一、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^Nio64Ni經質子束流轟擊可獲得具有放射

性的醫用核素^Cuo下列說法不正確的是（）

A.Ni屬于d區元素

B.^Ni原子核內中子數是36

C.^Ni與64Cu互為同位素

D&Ni經質子束流轟擊獲得64Cu的過程不屬于化學變化

2.科技發展與化學密切相關。下列說法錯誤的是（）

A.TiO?光催化乙苯脫氫轉化為苯乙烯，兩種有機物互為同分異構體

B.科研團隊合成環狀的Go和CM,Go和Cg互為同素異形體

C.銀酸鋰（LiNbCh）納米超材料具有獨特的光學特性，器Nb的中子數為52

D.我國首次獲得公斤級豐度99%的100Mo產品，i°°M。與98M。互為同位素

3.現有下列9種微粒：；H、

要求完成以下各題：

（1）；H、：H分別是氫元素的一種,它們互稱為

（2）互為同素異形體的微粒是o

⑶釜Fe?+的中子數為,核外電子數為o

（4）上述9種微粒中含有種核素，含有種元素。

考向二、核反應中微粒之間的數量關系

25

4.我國科學家成功合成出新核素25匕，熔合反應為界Ti+2Jn+8?T1—>iLr+[He。下列敘述正確的

是()

A.25,Lr和253Lr的物理性質完全相同

B.上述熔合反應為氧化還原反應

C.上述熔合反應中。=203、/103

D.25,Lr核內中子數和質子數之差為47

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

(I)空間運動狀態

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。

(2)自旋狀態

電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭(]和1)表示自旋相反的

電子。

(3)電子的運動狀態

①運動狀態

核外電子的運動狀態包括空間運動狀態和自旋狀態。

②兩種運動狀態的判斷

a.電子的運動狀態：核外有多少個電子就有多少種電子運動狀態，如基態氮原子核外電子運動狀態有_

一種。

b.電子的空間運動狀態：核外電子的空間運動狀態=電子所占據的原子軌道數目，如基態氮原子核外

電子空間運動狀態有種。

(4)也子云

由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。

2.基態與激發態原子光譜

(1)基態原了：處丁的原了。

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。

(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。

吸眩光譜」組吸收能量釋放能量叫她光譜

藕發態原方

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，最多只能容納一個電子，它們的自旋。

⑵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。

⑶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

4.構造原理——基態原子電子填入能級的順序

QooO

poO

oO

N

M

L

K

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ls22s22p63s23p4

簡化電子排布式[Ne]3s23P4

價層電子排布式3s23P4

3s3p

價層電子軌道表示式（電子排布圖）LtllbuLU

特別提醒：洪特規則的特例

當能量相同的原子就道在全充滿（p6、』°、「4）、半充滿（p-\d\f?）和全空（p°、（1°、狀態時，體系的能

量最低，如基態2式＞原子的核外電子排布式不能寫為Is22s22P63s23P63d44s2,正確的核外電子排布式是

Is22s22P63s23P63d54sL

【考點突破?明方向】

考向一、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。

⑴基態銅原子的電子排布式為O

(2)基態C產的核外電子排布式為。

⑶基態Mr+的核外電子排布式為o

(4)基態鈕(V)原子的價層電子軌道表示式為。

(5)基態線(Ga)原子的核外電子排布式為。

(6)基態Ni?+的價層電子軌道表示式為。

考向二、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。

(2)底態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。

⑶基態Si原子價層電子的運動狀態有種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23PL則違背

了。

【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T產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。

⑵血紅蛋白中的鐵處于基態時，其最高能級中的單電子數為。

⑶Cr與Ni的基態原子核外未成對電子數之比為o

考向三、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：o

(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。

【真題再現?明考向】

1.(2025?江蘇，2)科學家通過核反應Jn+&Li-汨+加e發現瓶(出)。下列說法正確的是()

A.Jn表示一個質子

B,gLi的基態原子核外電子排布式為ls'2s2

C.與：H互為同位素

D.%He的原子結構示意圖為

242025?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18

CP"的半徑小于P5+的半徑

D.電子排布為[Ne]3s/4的P原子處于激發態

3J2024?北京，15(l)]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。

5s5p

口U」,

4.按要求解答下列問題。

(1)12019?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)。

CNefTl

A.3s

LNeffT

B.3s

LNej-t-||~T

C.3s3p

[Ne^T-

D.3p

(2)[2020?全國卷I,35(1)]基態Fe?+與Fe3+離子中未成對的電子數之比為。

【限時訓練】

（40分鐘）

（1?10題，每小題5分,11?13題，每小題8分）

1.（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、2p,v、2p；軌道相互垂直，但能量不相等

2.（2024.上海，2）下列關于,8F與勺說法正確的是（）

A.是同種核素

R是同素異形體

C.I9F比18F多一個電子

D.I9F比1午多一個中子

3.（教材改編）下列說法正確的是（）

AlpN表示3p能級有兩個軌道

B.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形

3s3P

C.基態硫原子的價層電子軌道表示式為叵通士］

D.B原子由Is22s22p*-Is22s22pj時，由基態轉化為激發態，形成發射光譜

4.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

5.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

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

DIM

B.激發態H原子的軌道表示式：ls1P

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.由圖內可知，p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，且有3個伸展方向

7.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（）

8.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（）

Is2s2P2P2p,

A.OoraxE

Is2s2p,2py2p;

B.Eo[Huln

Is2s2pr2py2p：

c.AffI

Is2s2px2pr2p：

DPHEEZHH

9.通常情況下，原子核外p、d等能級的原子軌道上電子排布為“全空”“半充滿”“全充滿”的時候

更加穩定，稱為洪特規則的特例，下列事實能作為這個規則的證據的是（）

①基態He原子的電子排布式為基態H原子的電子排布式為《②Fe2+容易失電子轉變為Fe3+,

表現出較強的還原性③基態Cu原子的電子排布式是[Ar]3dH14sl而不是[Ar]3d94s2④某種激發態碳

原子的電子排布式是ls22s'2p\而不是Is22s22P2

A.①②B.②③

C.③④D.①②⑤④

10.1934年約里奧-居里夫婦在核反應中用a粒子（即家核胃He）轟擊金屬原子9X,得到核素Z+^°Y,

開創了人造放射性核素的先河：

夕X+?一z居丫+M。

其中元素X、Y的最外層電子數之和為8。下列敘述正確的是（）

A.VX的相對原子質量為26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的質子數大于Y的

D.Y僅有一種含氧酸

11.下列Li原子軌道表示式表示的狀態中，能量最高的是（）

HOIII

A.Is2p42pv2p;

口OIM

B.Is2s2p,2pv2pz

BELLU

C.Is2s2p.r2py2|k

ornr

D.Is2s2|\2pv2|\

12.（2026?吉林通化第一中學模擬）下列化學用語表達正確的是（）

Is2s2P3s3p_____

A.基態硅原子的軌道表示式：”1IH1中中，|問什士||

B.基態Cr原子的核外電子排布式：Is22s22P63s23p”d6

：C1：N:ci:

C.NCb的電子式：：q：

D.C原子的核外能量最高的電子云圖像如圖：P'P，

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

OIUI1I+11

B.基態Y原子的軌道表示式為Is2s2p

CP原子的價層電子排布為4sl

D.P單質分別與Z、W單質反應，產物中P的化合價一定相同

14.，；12分)(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)。

(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。

⑶［2024?湖北，16⑴］基態Bc?+的軌道表示式為,

(4升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升2024.河北，16(1)節選］帆原子的價層電子排布式為o

15.04分)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：

A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+填充電子的能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基態原子的坑道表示式：o

(2)畫出C元素原子的結構示意圖：o

(3)寫出D元素基態原子的電子排布式：,其核外電子空間運動狀態有種。

(4)元素A、B、C的最高價氧化物對應水化物的酸性依次增強，其原因是o

(5)實驗室合成一種由B和C兩種元素形成的化合物，該化合物具有三維骨架結構。其中每個B原子與

4個C原子形成共價鍵，每個C原子與3個B原子形成共價鍵，其化學式為o

第七章原子結構與性質元素周期律

第26講原子結構核外電子排布規律

【高考考向預測】

原子結構與核外電子排布怪繞微粒構成、能級排布、電子運動特征展開，關聯同位素、化學鍵成

因及元素性質；近三年為基礎高頻考點，多見于選擇題與結構填空題，考查頻次穩定；預測2027年側

重特殊電子排布微粒推斷、價電子分析、排布規律應用，結合新元素、微粒結構情境出題，強化結構

與性質關聯分析。

【雙基自測?明考向】

1.原子核、核素、同位素易錯辨析

(1)核聚變如：H+：H—+Jn,因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()

(2)所有原子核內一定有中子()

(3)質量數就是元素的相對?原子殖量()

(4)質子數相同的微粒一定屬于同一種元素()

(5)核外電子數相同的微粒，其質子數一定相同()

(6)券C1與衿。得電子能力幾乎相同()

【答案】(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V

2.核外電子運動狀態與排布原理易錯辨析

(l)2p和3P軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()

(2)基態原子包子能量的高低順序為E(1s)<￡(2s)<￡(2p.v)<￡：(2pv)<E(2p:)()

(3)竟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()

(6)基態硼原子最高能級的電子云輪廓圖：dI()

(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()

3d4s

8.基態Fe?+價層電子軌道表示式為''I八.’「'I—H(

)

【答案】(1)X(2)X(3)J(4)X(5)X(6)X(7)V(8)X

【核心梳理?明考點】

考點一原子核、核素、同位素

1.原子結構

（1）構成原子的微粒及作用

（原（質子（Z個）——決定元素的種類

4子人在質子數確定后廠,、工

原子（,X）〈二〉T子［（/—Z）個］--------------同位素

Z核I決定原子種類

、核外電子（Z個）——最外層電子數決定元素的化學性質

（2）微粒之間的數量關系

①原子中：質子數（Z）=核電荷數=核外電子數。

②質量數（A）=質子數（Z）+中子數（N）。

③陽離子的核外電子數=質子數一陽離子所帶的電荷數。

④陰離了的核外電了數=質了數+陰離了所帶的電荷數。

（3）關于質量數

①只有具體的原子才有質量數，元素沒有質量數。

②某核素的質量數可視為該核素的近似相對原子質量。

（4）微粒符號周圍數字的含義

元素化合價

質最數t7高子所帶電荷數

、底尸/

質子數、原子個數

2.元素、核素、同位素

（1）元素、核素、同位素的關系

（2）同位素的特征

①天然存在同一元素的各核素所占原子百分數（豐度）一般不變。

②同位素的“六相同”與“三不同”

質子數相同_一同一元素

核電荷數相同,相，位置相同

核外電子數相同一?卜-化學性質相同

物理性質和H1融匚鬣葬目

（3）氫元素的三種核素

23

小、嚴、產用字母H、D、T表示,名稱為一、笊、獻。

（4）幾種重要的核素及其應用

:8

核素23Q146c?H?H8O

用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

【考點突破?明方向】

考向一、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^Nio64Ni經質/束流轟擊可獲得具有放射

性的醫用核素^Cuo下列說法不正確的是（）

A.Ni屬于d區元素

BFNi原子核內中子數是36

C.wNi與64Cu互為同位素

D.^Ni經質子束流轟擊獲得64Cu的過程不屬于化學變化

【答案】C

【解析】Ni元索價層電子排布式為3dx4s2,所以Ni屬于d區元素，A正確；質子數+中子數二質量數，

^Ni的原子序數為28,質量數為64,故的5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^Ni與iCu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'Ni經質子京流轟擊獲得^Cu是在原子核層面上發生

的變化，不屬于化學變化，D正確。

2.科技發展與化學密切相關。下列說法錯誤的是（）

A.TiCh光催化乙苯脫氫轉化為苯乙烯，兩種有機物互為同分異構體

B.科研團隊合成環狀的Go和CM,Go和Cu互為同索異形體

C.鋸酸鋰（LiNbCh）納米超材料具有獨特的光學特性，器Nb的中子數為52

D.我國首次獲得公斤級豐度99%的i0°M。產品，mMo與98Mo互為同位素

【答案】A

【解析】乙苯和苯乙烯的分子式不同，不互為同分異構體，A錯誤；Go和CM均為碳的單質，互為同

素異形體，B正確；器Nb的中子數為93-41=52,C正確；^Mo與98Mo質子數相同、中子數不同,

互為同位素，D正確。

3.現有下列9種微粒：；H、

要求完成以下各題：

(1)；H、分別是氫元素的一種,它們互稱為—

(2)互為同素異形體的微粒是o

(3)釜Fe?+的中子數為,核外電子數為o

(4)上述9種微粒中含有種核索，含有種元素。

1616

【答案】⑴核素同位素(2)802>803

⑶3024(4)75

考向二、核反應中微粒之間的數量關系

5

4.我國科學家成功合成出新核素25工「，熔合反應為2Ti+2Jn+o？Tl—>25iLr+，He。下列敘述正確的

是()

A.25,Lr和253Lr的物理性質完全相同

B.上述熔合反應為氧化還原反應

C.上述熔合反應中斫203、〃=103

D.251r核內中子數和質子數之差為47

【答案】C

【解析】鎊(Li)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=8+2,解得6二103,

由質量數守恒可得50+2+昕251十4,解得。=203,C項正確；2旬匕的中子數為251-103=148,中子數與

質子數之差為148-103=45,D項錯誤。

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

(1)空間運動狀態

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。

(2)自旋狀態

電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭。和1)表示自旋相反的

電子。

(3)電子的運動狀態

①運動狀態

核外電子的運動狀態包括空間運動狀態和自旋狀態。

②兩種運動狀態的判斷

a.電子的運動狀態：核外有多少個電子就有多少種電子運動狀態，如基態氮原子核外電子運動狀態有_

2_種。

b.電子的空間運動狀態：核外電子的空間運動狀態=電子所占據的原子軌道數目，如基態氮原子核外

電子空間運動狀態有5種。

(4)電子云

由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。

2.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，它的電子會躍迂到較高能級，變為激發態原子。

(2)原子光譜

不同元素原子的電子發生躍遷時會吸啦或忍放不同的光，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。

幽光譜■吸收能里釋放能量幽*碰光譜

;蕨發態原玄)

3.基態原子核外電廣排布原則

(1)泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納個電子，它們的自旋相反。

⑵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能量最低的原子軌道,使整個原子的

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ls22s22p63s23p4

簡化電子排布式[Nc]3s23P'

價層電子排布式3s23p4

3s3P

價層電子軌道表示式(電子排布圖)

O卜IHM

特別提醒：洪特規則的特例

當能量相同的原子就道在全充滿(p6、d，o>f")、半充滿(p3、d\f?)和全空(p°、d°、F)狀態時，體系的能

量最低，如基態2(r原子的核外電子排布式不能寫為Is22s22P63s23P63d44s2,正確的核外電子排布式是

Is22s22P63s23P63d%I。

【考點突破?明方向】

考向一、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0

(2)基態C產的核外電子排布式為。

(3)居態M/+的核外電子排布式為。

(4)基態釵(V)原子的價層電子斜道表示式為o

(5)基態線(Ga)原子的核外電子排布式為o

(6)基態Ni2+的價層電子軌道表示式為。

［答案］(1)1s22s22P63s23P634。4sl(或內］3』詠|)

⑵Is22s22P63s23P63d3(或[Ar]3d3)

(3)1s22s22P63s23P63d'(或[Ar]3d5)

3d4s

(4pH?V??no

(5)ls22s22P63s23P634°4s24Pl(或[Ar]3d”>4s?4pi)

3d

⑹小卜卜|十If.

考向二、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。

⑵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。

⑶基態Si原子價層電子的運動狀態有種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23PL則違背

了o

【答案】(1)9(2)3d24s21222(3)4洪特規則

【解析】(1)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。

⑵基態Ti原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d24s2,價層電子排布式為3d24s?；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就道只有兩個電子，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。

I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o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。

⑵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o

【答案】(1)14d25s23(2)4(3)3：1

【解析】(l)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，木成對電子數與鐵相同的元素有Ni、Gc、Sco

(3)基態絡原子價層電子排布式為3dNs1核外有6個未成對電子，基態鍥原子價層電子排布式為3ds4s2,

核外有2個未成對電子，則格與鍥的基態原子核外未成對電子數之比為3：1。

考向三、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

的半。則4種元素的元素符號依次是A：,B：,C：,

D：。

(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o

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o

【答案】(1)SClKCa

2s2P

(2)?NI口II?I*I

②FeIs22s22P63s23P63d64s2(或[Ar]3d64s2)

【真題再現?明考向】

1.(2025?江蘇，2)科學家通過核反應$Li一汨+[He發現氟(汨)。下列說法正確的是()

A.Jn表示一個質子

B.fLi的基態原子核外電子排布式為ls'2s2

C3H與

1:H互為同位素

D.胃He的原子結構示意圖為

【答案】C

6

【解析】Jn表示一個中子，A錯誤;3為3號元素，其基態原子的核外包子排布式為Is22slB錯

誤；與質子數相同、中于數不同，二者互為同位素，C正確；，He的原子核外電子數為2,

(+2)^2

原子結構示意圖為D錯誤。

2J2025?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+的最外層出子數為18

CP"的半徑小于P'+的半徑

D.電子排布為[Ne]3sl3P4的P原子處于激發態

【答案】AD

【解析】基態P原子價層電子排布式為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原子價層電子排布式為4s24P3,As??的價層電子排布式為4s2,最外層電子數為2,

故B錯誤：p3+比p5+多一個能層，所以P”的半徑大于尸+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]3513P4的P原子處于激發態，故D正確。

3.Q024?北京，l5(l)JSn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】L'

【解析】Sn位r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

5s5p

基態原子最外層軌道表示式為向HIfI-o

4.按要求解答下列問題。

(1)12019?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)。

CNefT]

A.3s

[NeJ，。

B.3s

ENefTlw

C.3s3p

[Ne^T-

D.3p

(2)[2020?全國卷I,35(1)]基態Fe?+與Fc3+離子中未成對的電子數之比為。

【答案】(1)A(2)4：5

【限時訓練】

(40分鐘)

（1~10題,每小題5分，1173題,每小題8分）

1.（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.2P八2外、2內軌道相互垂直，但能量不相等

【答案】A

【解析】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。

2.（2024?上海，2）下列關于,8F與,9F說法正確的是（）

A.是同種核素

B.是同素異形體

C.,9F比1午多一個電子

Di午比18F多一個中子

【答案】D

【解析】I8F與I9F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，與不是單質，因此兩者不是同素異彩體，B錯誤：與午互為同位

素，同位素之間質子數和電子數均相同，NF比多一個中子，c錯誤、D正確。

3.（教材改編）下列說法正確的是（）

AHp?表示3p能級有兩個軌道

B.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形

c.基態硫原子的價層電子軌道表示式為叵1

D.B原子由Is22s22p?-Is22s時，由基態轉化為激發態，形成發射光譜

【答案】B

4.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白旋狀態都確定時，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

【答案】C

【解析】電子所具有的能量不同，就會在不同的能層上運動，A正確；電子運動狀態是由韻層、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。

5.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

【答案】A

【解析】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it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（）

甲乙

小申告

P.PvP：

丙

A.電子云圖（即概率密度分布圖）就是原子軌道圖

DINII

B.激發態H原子的軌道表示式：IsIp

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，目有3個伸展方向

【答案】D

【解析】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Pr、P），、P二三個伸

展方向，并且互相垂直，D正確。

7.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（）

51u

A.Is2s2P3s

oo小⑴1D

B.Is2s2p3s

1山11D

c.OIsE2s2P3s

OJo1山11口

D.Is2s2p3s

【答案】D

【