学年人教版选修3 第1章 微型专题一 核外电子排布表示方法的判断与书写 学案.docx
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学年人教版选修3第1章微型专题一核外电子排布表示方法的判断与书写学案
微型专题
（一） 核外电子排布表示方法的判断与书写
[核心素养发展目标] 理解核外电子排布的规则，能正确书写、判断基态原子（离子）的核外电子排布式和电子排布图。
一、核外电子排布表示方法的判断
例1
下列有关核外电子排布式或电子排布图不正确的是（ ）
A．24Cr的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d54s1
B．K的简化电子排布式：
[Ar]4s1
C．N原子的电子排布图为
D．S原子的电子排布图为
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布的表示方法的综合
答案 D
解析 S原子的电子排布图违反了洪特规则，正确的应是
。
易误提醒——核外电子的排布表示方法的常见误区
（1）当出现d轨道时，虽然电子按ns、（n－1）d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把（n－1）d放在ns前，如Fe：
1s22s22p63s23p63d64s2正确，
Fe：
1s22s22p63s23p64s23d6错误。
（2）在画基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
①
（违反能量最低原理）
②
（违反泡利原理）
③
（违反洪特规则）
④
（违反洪特规则）
⑤画电子排布图时，不能省略空轨道。
如C的电子排布图应为
，而不是
。
变式1 下列有关化学用语的表述正确的是（ ）
A．次氯酸的电子式：
B．基态铜原子的外围电子排布图：
C．Se的简化电子排布式：
[Ar]3d104s24p4
D．F－的结构示意图：
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布的表示方法的综合
答案 C
解析 次氯酸的电子式为
，A项错误；书写基态铜原子的外围电子排布图时，根据洪特规则的特例应为
，B项错误；F－的最外层有8个电子，D项错误。
相关链接
核外电子排布的表示方法
原子（离子）结构示意图
含义
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
实例
电子排布式
含义
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
实例
K：
1s22s22p63s23p64s1
简化电子
排布式
含义
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示
实例
K：
[Ar]4s1
价电子
排布式
含义
主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式
实例
Al：
3s23p1
电子排布图
含义
每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
实例
Al：
电子式
含义
化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式
实例
导师点睛 核外电子排布表示方法中，电子排布图最能反应电子的排布情况。
二、核外电子排布式（排布图）的书写
例2
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_______________________。
（2）Zn原子核外电子排布式为___________________________________________________。
（3）Fe2＋基态核外电子排布式为__________________。
答案
（1）
（2）1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar]3d104s2）
（3）1s22s22p63s23p63d6（或[Ar]3d6）
解析
（1）基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2因此价层电子排布图为
。
（2）锌的核外有30个电子，因此其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，也可写作[Ar]3d104s2。
（3）铁原子核外有26个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子后，Fe2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，也可写作[Ar]3d6。
变式2 A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。
A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为
，B是同周期元素（稀有气体元素除外）中原子半径最大的元素，C的最外层有3个未成对电子，E的外围电子排布式为3d64s2。
回答下列问题：
（1）A为__________（写出元素符号，下同），电子排布式是______________________________；
（2）B为__________，简化电子排布式是_____________________________________________；
（3）C为__________，价电子排布式是________________________________________________；
（4）D为__________，电子排布图为_________________________________________________；
（5）E为__________，原子结构示意图是_____________________________________________。
答案
（1）Si 1s22s22p63s23p2（或[Ne]3s23p2）
（2）Na [Ne]3s1
（3）P 3s23p3 （4）N
（5）Fe
解析 由题意可知，A为Si，B为Na，C为P，则D为N，E为Fe。
这五种元素原子的电子排布式分别为Si：
1s22s22p63s23p2，Na：
1s22s22p63s1，P：
1s22s22p63s23p3，N：
1s22s22p3，Fe：
1s22s22p63s23p63d64s2。
由电子排布式可写出原子结构示意图。
1．下列有关多电子原子的叙述中正确的是（ ）
A．在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子
B．在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子
C．在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高
D．某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子，它们的自旋状态必须相反
【考点】 核外电子排布规则
【题点】 核外电子排布规则的理解
答案 A
解析 填充在同一个能级的同一个轨道中的电子，能量相同，故B错误；根据构造原理，3d轨道上电子的能量比4s轨道上的要高，故C错误；电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，故D错误。
2．下列电子排布式中，原子处于激发状态的是（ ）
A．1s22s22p5B．1s22s22p43s2
C．1s22s22p63s23p63d54s2D．1s22s22p63s23p63d34s2
【考点】 核外电子排布式的判断
【题点】 核外电子排布式的判断
答案 B
解析 B选项中原子的核外电子没有填充满2p能级，而电子填充到了能量更高的3s能级，与基态原子核外电子填充的能级顺序不符，原子能量较高，处于激发态。
A、C、D三选项中原子的核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则，原子处于基态，故原子处于激发状态的是答案B。
3．下列关于硅原子的核外电子排布表示方法中，错误的是（ ）
A．1s22s22p63s23p2
B．[Ne]3s23p2
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布表示方法的综合
答案 C
解析 A、B两项是电子排布式，C、D两项是电子排布图，其中C项违背了洪特规则，故错误。
4．下列化学用语的表达正确的是（ ）
A．原子核内有10个中子的氧原子：
O
B．氯原子的结构示意图：
C．Fe3＋的最外层电子排布式：
3s23p63d5
D．基态铜原子的价电子排布图：
【考点】原子核外电子的排布表示方法
【题点】原子核外电子的排布表示方法的综合
答案 C
解析 原子核内有10个中子的氧原子应表示为
O，A错误；氯原子的结构示意图为
，B错误；Fe的原子序数是26，故Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5，C正确；铜的原子序数是29，基态铜原子的价电子排布符合洪特规则的特例，价电子排布图为
，D错误。
5．下列说法错误的是（ ）
A．ns电子的能量可能低于（n－1）p电子的能量
B．6C的电子排布式为1s22s22p
，违反了洪特规则
C．电子排布式（21Sc）1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布的原则
答案 A
解析 电子的能量与能层、能级有关，ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量，A错误；根据洪特规则知，2p能级上的两个电子应排在两个不同轨道上，B正确；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道，后排能量高的轨道，故应先排4s轨道，即电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，C正确；根据泡利原理知，3p能级最多容纳6个电子，D正确。
6．下列叙述正确的是（ ）
A．[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式
B．铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5
C．铜原子的价电子排布式是3d94s2
D．氮原子的电子排布图是
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布表示方法的综合
答案 A
7．
（1）按照构造原理，35号元素基态原子的简化电子排布式为_____________________，其核外有__________个能层，最外层电子数是________。
（2）Cu原子序数为__________，其核外价层电子排布式为__________。
答案
（1）[Ar]3d104s24p5 4 7
（2）29 3d104s1
解析
（1）35号元素为Br，其基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，核外有4个能层，最外层电子数为7。
（2）Cu的原子序数为29，其核外电子排布式为[Ar]3d104s1，价层电子排布式为3d104s1。
题组一 核外电子运动状态的描述
1．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是（ ）
A．核外电子是分层运动的
B．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定
C．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数
D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
【考点】 能层、能级与原子轨道
【题点】 核外电子运动状态的描述
答案 C
解析 电子所具有的能量不同，就会在不同的能层上运动，A项正确；电子运动状态是由能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；能层数确定能层中的最多原子轨道数，C项错误。
2．下列关于能层与能级的说法中正确的是（ ）
A．同一原子中，符号相同的能级，其上的电子能量不一定相同
B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数
C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的
D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同
【考点】 能层、能级与原子轨道
【题点】 能层与能级的综合
答案 A
解析 同一原子中，符号相同的能级，其上的电子能量不一定相同，如1s和2s，能量2s＞1s，A正确；能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，B错误；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是2，C错误；多电子原子中，同一能级上电子的能量相同，D错误。
题组二 核外电子排布表示方法的判断
3．下列氧原子的电子排布图中，正确的是（ ）
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 电子排布图的书写与判断
答案 B
解析 原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
只有B遵循以上原理。
4.（不定项）下列电子排布式正确的是（ ）
A.K＋的电子排布式：
1s22s22p63s23p6
B.F的价电子排布式：
2s22p5
C.S2－的电子排布式：
1s22s22p63s23p4
D.Ti的电子排布式：
1s22s22p63s23p64s23d2
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 电子排布式的书写与判断
答案 AB
解析 C项，S2－是S原子得到两个电子形成的稳定离子，所以S2－的第三能层的电子排布式应为3s23p6；D项，Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。
5.（不定项）以下核外电子的表示方法中，能表示该原子处于能量最低状态的是（ ）
A．N：
B．F：
C.Fe：
[Ar]3d64s2
D.Cu：
[Ar]3d104s1
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 电子排布式的书写与判断
答案 CD
解析 A选项不符合洪特规则，2p轨道上的3个电子应分占三个轨道时能量最低；B选项中F的电子排布图应为
；D选项符合洪特规则，原子处于能量最低状态。
6．在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内，下列电子排布图正确的是（ ）
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 电子排布式的书写与判断
答案 C
解析 核电荷数为26的Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,3d能级有5个轨道，只有1个轨道排满两个电子，且自旋方向相反，其他4个轨道各排1个电子，4s轨道排满2个电子，且自旋方向相反，即C项正确。
7．（不定项）下列电子排布式或电子排布图正确的是（ ）
A．C的电子排布图：
B．Ca的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d2
C．N的电子排布图：
D．Br－的电子排布式：
[Ar]3d104s24p6
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布表示方法的综合
答案 D
解析 A项中C的电子排布图违背了洪特规则；B项中Ca的电子排布式违背构造原理、能量最低原理；C项中N的电子排布图违背了泡利原理。
题组三 核外电子排布的应用
8．A原子的结构示意图为
，则X、Y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是（ ）
A．18、8、0B．20、8、0
C．25、13、5D．30、18、10
【考点】 核外电子排布的规则
【题点】 核外电子排布规则的综合应用
答案 A
解析 如X＝18，则原子核外各层电子数分别为2、8、8，应为Ar，故A错误；如X＝20，则原子核外各层电子数分别为2、8、8、2,3d能级上的电子数为0，故B正确；如X＝25，则原子核外各层电子数分别为2、8、13、2，应为Mn,3d能级上的电子数为5，故C正确；如X＝30，则原子核外各层电子数分别为2、8、18、2，应为Zn,3d能级上的电子数为10，故D正确。
9．下列基态原子中，未成对电子数最多的是（ ）
A．OB．PC．MnD．Cr
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 未成对电子数目的判断与比较
答案 D
解析 O的电子排布式为1s22s22p4，未成对电子数为2；P的电子排布式为1s22s22p63s23p3，未成对电子数为3；Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，未成对电子数为5；Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数是6。
10．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有（ ）
A．1种B．2种C．3种D．8种
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 根据核外电子排布进行元素推断
答案 C
解析 基态原子4s能级只有1个电子分两种情况。
情况一是按照能级顺序正常填充：
1s22s22p63s23p64s1，为19K；情况二是按照洪特规则的特例填充：
1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分别为24Cr和29Cu。
11．下列元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是（ ）
A．L能层p轨道只填了2个电子的元素
B．价电子排布式为3s23p2的元素
C．第三周期有7个价电子的元素
D．3p轨道电子半充满的元素
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 根据核外电子排布进行元素推断
答案 C
解析 A项中元素为C，B项中元素为Si，C项中元素为Cl，D项中元素为P。
酸性：
HClO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3。
12．（不定项）某原子核外电子排布式为1s22s22p3，下列说法正确的是（ ）
A．该原子的核外电子排布图为
B．该原子核外有3种能量不同的电子
C．该原子核外最外层电子占据4个原子轨道
D．该原子核外最外层上有3种运动状态不同的电子
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布方法的综合应用
答案 BC
解析 该电子排布图违反洪特规则，正确的电子排布图为
，A项错误；该原子核外有3种能量不同的电子，分别为1s、2s、2p原子轨道上的电子，B项正确；该原子核外最外层电子数为5，占据2s、2p原子轨道，共4个原子轨道，C项正确；该原子核外最外层电子数为5，则最外层上有5种运动状态不同的电子，D项错误。
13．五种元素原子的能层结构如下：
A．1s22s22p63s23p63d54s2；
B．1s22s22p63s2；
C．1s22s22p6；
D．1s22s22p63s23p2；
E．[Ar]4s1。
请回答：
（1）________元素是稀有气体。
含未成对电子数最多的元素是__________。
（2）A的元素符号是__________，其核外电子共有______种运动状态。
（3）D元素原子核外电子排布图是____________________________________________
________________________________________________________________________。
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布表示方法的综合
答案
（1）C（Ne） A（Mn）
（2）Mn 25
（3）
解析 由原子的电子排布式可知A～E元素分别为Mn、Mg、Ne、Si、K，其中A、D、E元素的核外电子排布含未成对电子，其未成对电子的排布图分别为
A.
、D.
、E.
，故A中含未成对电子数最多。
任何多电子原子中不会存在两个运动状态完全相同的电子，即A中共有25种运动状态不同的电子。
14．根据核外电子的排布特点推断元素
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；其价层电子排布图为__________________。
（2）B元素的正三价离子的3d能级为半充满，B的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________，其原子的结构示意图为____________。
（3）C元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，C的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________。
（4）D元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，价电子排布图为________________。
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 根据核外电子排布进行元素的推断
答案
（1）N
（2）Fe 1s22s22p63s23p63d64s2（或[Ar]3d64s2）
（3）Cu 1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）
（4）2 2p
解析
（1）A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：
，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。
（2）B元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，即26号元素铁。
（3）C元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，故C为Cu。
15．高考组合题
（1）X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。
X和R属同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。
R基态原子的电子排布式是___________________。
（2）Cr3＋基态核外电子排布式为______________________。
【考点】 核外电子排布的表示方法
【题点】 核外电子排布表示方法的综合
答案
（1）1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
（2）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
解析
（1）根据题目信息可推知X、Z、Q、R、T、U分别为C、F、Mg、Si、P、Cl。
R为Si，是14号元素，有3个能层，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
（2）Cr为24号元素，基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，形成离子时，先失去最外层上的电子，所以Cr3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。
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