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第五章　物质结构与性质　元素周期律
第25讲　原子结构　核外电子排布
1.掌握原子结构中微粒数目的关系。
2．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
3．能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。
考点一　原子结构、核素、同位素
1.原子构成
(1)构成微粒及作用
电子最外层电子数决定主族元素的
______性质各层电子数
(2)微粒之间的数量关系
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
③阳离子的核外电子数＝________________；
④阴离子的核外电子数＝________________。
(3)符号中各数字的含义
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。
(3)氢元素的三种核素
H：名称为________，不含中子；
H：用字母________表示，名称为________或重氢；
H：用字母________表示，名称为________或超重氢。
【师说·助学】　原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。
(4)几种重要的核素
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
3.两种相对原子质量
(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与________________的比值。
(2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
【易错诊断】　判断正误，错误的说明理由。
1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．核聚变如H+H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．Cl与Cl得电子能力几乎相同：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考衔接】
典例1 [2021·北京卷，2]下列有关放射性核素氚(H)的表述不正确的是(　　)
A.H原子核外电子数为1
B.H原子核内中子数为3
C.H2与H2化学性质基本相同
D.H2O具有放射性
典例2 汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了(_10^22)Ne。下列有关说法正确的是(　　)
A.Ne和Ne属于同素异形体
B.Ne和Ne属于不同的核素
C.Ne和Ne的中子数相同
D.Ne转变为Ne为化学变化
【对点演练】
考向一　微粒中“粒子数”的确定
1．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　)
A.He比He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.He的相对原子质量为
D.He的摩尔质量为bNA
考向二　元素、核素、同位素的概念辨析
2．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：
(1)H、H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
考点二　核外电子运动状态与排布原理
1.核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(1)原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。
能层(n) 一 二 三 四
能层符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
能级符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
各能级原 子轨道数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
各能层原 子轨道数 ____ ____ ____ ____
最多容纳 电子数 ____ ____ ____ ____
(2)能量关系
①同一能层各能级能量顺序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)。
②形状相同的原子轨道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)……
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量________。
(3)电子云：s电子云轮廓图呈________形；p电子云轮廓图呈________形，p电子云有________种伸展方向。
2．基态与激发态　原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(2)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
3．基态原子核外电子排布依据
(1)排布原理
①能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
②泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。
③洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 如2p3的电子排布为，不能表示为
【师说·助学】　当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式 ________________
简化电子排布式 ________________
价层电子排布式 ________________
价层电子轨道表示式 (电子排布图) ________________
【易错诊断】　判断正误，错误的说明理由。
1．p能级能量不一定比s能级的能量高：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3. 表示的原子能量处于最低状态：_______________________________________。
4.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布：_________________________________________________。
【教考衔接】
典例1 [2023·浙江1月，17改编]由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，其中属于基态粒子的是________，属于激发态粒子的是________。
典例2 [2021·河北卷，17节选](1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为________。
【师说·延伸】　(1)符合核外电子排布原理的粒子均为基态粒子，否则为激发态粒子。
(2)电子的运动状态与原子核外电子数目相等；空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。
【对点演练】
考向一　基态原子核外电子排布表示方法
1.下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
2．(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__________；其基态原子价层电子的轨道表示式为________________。
(2)E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，E的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为________。
(3)元素D的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为________。
核外电子排布常见错误
(1)在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
(2)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，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
考向二　判断电子的运动状态
3．(1)铜或铜盐的焰色试验为绿色，该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)钾发生焰色试验的原因是________________________________________________。
4．(1)基态F原子核外电子的运动状态有______种。
(2)基态钛原子的价层电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________种运动状态不同的电子。
(3)基态Si原子价层电子的运动状态有________种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23p违背了________。
(4)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。
考向三　判断原子中未成对电子数目
5．按要求填空：
(1)基态Ti3＋中未成对电子数有________个；与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为________。与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。
(4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式为________________。
(5)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4===NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。
第四周期元素原子未成对电子数归纳
未成对电子数 1 2 3 4 5 6
元素 K、Sc、Cu、Ga、Br Ti、Ni、Ge、Se V、Co、As Fe Mn Cr
第五章　物质结构与性质　元素周期律
第25讲　原子结构　核外电子排布
考点一
夯实·必备知识
1．(1)核素　元素　化学　(2)③质子数－电荷数　④质子数＋电荷数
2．(3)氕　D　氘　T　氚
3．(1)12C质量的1/12
易错诊断
1．正确。
2．错误。化学变化是原子的重新组合，原子是化学变化的最小微粒； 核聚变中原子发生了变化，故核聚变不属于化学变化。
3．错误。与二者属于同位素；OH－与Na＋二者不属于同位素。中子数不同而质子数相同的原子一定互为同位素。
4．正确。
突破·关键能力
教考衔接
典例1　答案：B
典例2　解析：和e的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，互为同位素，不互为同素异形体，A、C项错误，B项正确；e转变为e，没有新物质生成，不是化学变化，D项错误。
答案：B
对点演练
1．解析：比e少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此e的相对原子质量为，C正确；e的摩尔质量为bNA g·mol－1，D错误。
答案：C
2．解析：H、分别是氢元素的一种核素；、是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子，它们互称为同位素。
(2)O2和O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
Fe2＋的中子数为56－26＝30，核外电子数为26－2＝24。
答案：(1)核素　同位素　O2、O3
(3)30　24　(4)7　5
考点二
夯实·必备知识
1．(1)K　L　M　N　1s　2s　2p　3s　3p　3d　4s　4p　4d　4f　1　1　3　1　3　5　1　3　5　7　1　4　9　16　2　8　18　32　(2)③相等　(3)球　哑铃　3
2．(2)吸收　发射
3．(3)1s22s22p63s23p4　[Ne]3s23p4　3s23p4　
易错诊断
1．正确。
2．错误。违反的是泡利不相容原理。
3．错误。根据洪特规则，基态原子应为，此状态的原子能量才处于最低状态。
4．正确。
突破·关键能力
教考衔接
典例1　解析：电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si原子、Si＋离子、激发态Si原子。
答案：①②　③
典例2　解析：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H＋(或H－)、O2－、K＋和P3－，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－。
(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为＋或－。
答案：(1)K＋和P3－　(2)＋或－
对点演练
1．解析：根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，则④中能量最低；选项③中有2个电子处于2p能级上，能量最高。
答案：④　③
2．答案：(1)N　
(2)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
3．答案：(1)发射光谱
(2)电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量
4．解析：(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。
(2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。
(4)基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。
答案：(1)9　(2)3d24s2　12　22　(3)4　洪特规则　(4)15
5．解析：(1)Ti位于第四周期，Ti基态原子未成对电子数是2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。
(3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1，核外有6个未成对电子，基态镍原子价层电子排布式为3d84s2，核外有2个未成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。
答案：(1)1　4d25s2　3　(2)4　(3)3∶1
(4) 　(5)5(共41张PPT)
第25讲　原子结构　核外电子排布
1.掌握原子结构中微粒数目的关系。
2．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
3．能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。
考点一
考点二
考点一
1.原子构成
(1)构成微粒及作用
核素
元素
化学
(2)微粒之间的数量关系
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
③阳离子的核外电子数＝________________；
④阴离子的核外电子数＝________________。
(3)符号 中各数字的含义
质子数－电荷数
质子数＋电荷数
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。
(3)氢元素的三种核素
H：名称为________，不含中子；
H：用字母________表示，名称为________或重氢；
H：用字母________表示，名称为________或超重氢。
【师说·助学】　原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。
(4)几种重要的核素
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
氕
D
氘
T
氚
3.两种相对原子质量
(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与________________的比值。
(2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
12C质量的1/12
【易错诊断】　判断正误，错误的说明理由。
1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子：
____________________________________________。
2．核聚变如H+H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化：
___________________________________________________________。
正确。
错误。化学变化是原子的重新组合，原子是化学变化的最小微粒； 核聚变中原子发生了变化，故核聚变不属于化学变化。
3．中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素：
___________________________________________________________。
4．Cl与Cl得电子能力几乎相同：
___________________________________________________________。
错误。与二者属于同位素；OH－与Na＋二者不属于同位素。中子数不同而质子数相同的原子一定互为同位素。
正确。
【教考衔接】
典例1 [2021·北京卷，2]下列有关放射性核素氚(H)的表述不正确的是(　　)
A.H原子核外电子数为1
B.H原子核内中子数为3
C.H2与H2化学性质基本相同
D.H2O具有放射性
答案：B
典例2 汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了(_10^22)Ne。下列有关说法正确的是(　　)
A.Ne和Ne属于同素异形体
B.Ne和Ne属于不同的核素
C.Ne和Ne的中子数相同
D.Ne转变为Ne为化学变化
答案：B
解析：和e的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，互为同位素，不互为同素异形体，A、C项错误，B项正确；e转变为e，没有新物质生成，不是化学变化，D项错误。
【对点演练】
考向一　微粒中“粒子数”的确定
1．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个 12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　)
A.He比He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.He的相对原子质量为
D.He的摩尔质量为bNA
答案：C
解析：比e少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此e的相对原子质量为，C正确；e的摩尔质量为bNA g·mol－1，D错误。
考向二　元素、核素、同位素的概念辨析
2．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：
(1)H、H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
核素
同位素
O2、O3
30
24
7
5
解析：H、分别是氢元素的一种核素；、是质子数相同而中子数不同的氢元素的不同原子，它们互称为同位素。
(2)O2和O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体。
Fe2＋的中子数为56－26＝30，核外电子数为26－2＝24。
考点二
1.核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(1)原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。
K
L
M
N
能层(n) 一 二 三 四
能层符号 ____ ____ ____ ____
能级符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
各能级原 子轨道数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
各能层原 子轨道数 ____ ____ ____ ____
最多容纳 电子数 ____ ____ ____ ____
4
9
16
2
8
18
32
1
(2)能量关系
①同一能层各能级能量顺序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)。
②形状相同的原子轨道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)……
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量________。
(3)电子云：s电子云轮廓图呈________形；p电子云轮廓图呈________形，p电子云有________种伸展方向。
相等
球
哑铃
3
2．基态与激发态　原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(2)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
吸收
发射
3．基态原子核外电子排布依据
(1)排布原理
①能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
②泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。
③洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，
且自旋平行。 如2p3的电子排布为 ，
不能表示为
【师说·助学】　当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式 ________________
简化电子排布式 ________________
价层电子排布式 ________________
价层电子轨道表示式(电子排布图) ________________
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
【易错诊断】　判断正误，错误的说明理由。
1．p能级能量不一定比s能级的能量高：
___________________________________________________________。
2．22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理：
___________________________________________________________。
3. 表示的原子能量处于最低状态：
____________________________________________________________。
4.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布：
________________________________________________。
正确。
错误。违反的是泡利不相容原理。
错误。根据洪特规则，基态原子应为 ，此状态的原子能量才处于最低状态。
正确。
典例1 [2023·浙江1月，17改编]由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，其中属于基态粒子的是________，属于激发态粒子的是________。
①②
③
解析：电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si原子、Si＋离子、激发态Si原子。
典例2 [2021·河北卷，17节选](1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为________。
K＋和P3－
＋或－
　解析：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H＋(或H－)、O2－、K＋和P3－，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－。
(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为＋或－。
【师说·延伸】　(1)符合核外电子排布原理的粒子均为基态粒子，否则为激发态粒子。
(2)电子的运动状态与原子核外电子数目相等；空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。
【对点演练】
考向一　基态原子核外电子排布表示方法
1.下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
④
③
解析：根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，则④中能量最低；选项③中有2个电子处于2p能级上，能量最高。
2．(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__________；其基态原子价层电子的轨道表示式为
________________。
(2)E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，E的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为_____________________________。
(3)元素D的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为
______________________________。
N
Cu
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
归纳总结
核外电子排布常见错误
(1)在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
(2)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，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
考向二　判断电子的运动状态
3．(1)铜或铜盐的焰色试验为绿色，该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)钾发生焰色试验的原因是
____________________________________________________________。
发射光谱
电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量
4．(1)基态F原子核外电子的运动状态有______种。
(2)基态钛原子的价层电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________种运动状态不同的电子。
(3)基态Si原子价层电子的运动状态有________种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23p违背了________。
(4)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。
考向三　判断原子中未成对电子数目
9
3d24s2
12
22
4
洪特规则
15
解析：(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。
(2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。
(4)基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。
5．按要求填空：
(1)基态Ti3＋中未成对电子数有________个；与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为________。与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。
1
4d25s2
3
4
3∶1
解析：(1)Ti位于第四周期，Ti基态原子未成对电子数是2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。
(3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1，核外有6个未成对电子，基态镍原子价层电子排布式为3d84s2，核外有2个未成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。
(4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式
为________________。
(5)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4===NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。
5
归纳总结
第四周期元素原子未成对电子数归纳
未成对电子数 1 2 3 4 5 6
元素 K、Sc、Cu、Ga、Br Ti、Ni、Ge、Se V、Co、As Fe Mn Cr

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