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第2课时　原子核外电子的排布
［核心素养发展目标］　1.从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
一、核外电子的排布原理及表示方法
构造原理 概念 电子是按一定顺序填充的，填满一个　　　　之后再填下一个　　　　，这种规律称为构造原理
原子核外电子排布的轨道能量顺序
三大 内容 ①能量最低原理：原子核外电子先占据　　　　　　　的轨道，然后依次进入　　　　　　　　的轨道，使整个原子处于能量　　　　的状态
②泡利不相容原理：每个原子轨道最多容纳　　　　　　自旋状态　　　　的电子
③洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在　　　　　　　　　上，且自旋状态　　　　，这样整个原子的能量最低
电子排布的表示方法 电子 排布式 如①7N：　　　　　　　　　　　　　；②12Mg：　　　　　　　　　　　　　　； ③35Br：　　　　　　　　　　　　
简化的电 子排布式 为了避免电子排布式书写过繁，可以把　　　　　　　　已达到　　　　　　　　的部分写成“原子实”，以　　　　　　　　　　　　　　　　　　表示，得到简化的电子排布式。上述三种原子简化的电子排布式分别为①　　　　　　　；②　　　　　　；③　　　　　　　
电子排布的表示方法 轨道表示式 （又称电子排布图） 如Na原子的轨道表示式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
外围电子 排布式 在化学反应中，一般是原子的外围电子（主族元素原子的外围电子就是最外层电子）发生变化。如氯原子的外围电子排布式为　　　　　　
1.为什么基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.（1）铬原子的核外电子排布式是［Ar］3d54s1还是［Ar］3d44s2？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
（2）铜原子的核外电子排布式是［Ar］3d104s1还是［Ar］3d94s2？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1.（1）根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和外围电子排布式。
①9F：　　　　；
②16S：　　　　；
③19K：　　　　；
④21Sc：　　　　。
（2）写出下列基态原子的轨道表示式。
①8O：　　　　；
②13Al：　　　　；
③23V：（写外围电子的轨道表示式）：　　　 　　　　。
2.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。
15P：　　　　， 有　　　　个电子对，有　　　　个单电子。
25Mn：　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　，有　　　　种空间运动状态，有　　　　个单电子，属于半充满状态。
3.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是　　　　（填序号，下同），违反能量最低原理的是　　　　　，违反洪特规则的是　　　　　，违反泡利不相容原理的是　　　　　　　　。
①Ca2+：1s22s22p63s23p6
②F-：1s22s23p6
③N：
④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2+：1s22s22p6
⑥C：
二、光谱与光谱分析
1.基态原子与激发态原子
（1）基态原子：处于　　　　　　　　状态的原子。
（2）激发态原子：基态原子　　　　能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到　　　　　　　　的轨道上，变为激发态原子。
2.光谱
光谱的成因及分类
3.光谱分析
在现代化学中，人们可通过原子　　　　光谱或　　　　光谱来检测元素，称为光谱分析。
1.正误判断
（1）光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式之一（　　）
（2）霓虹灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关（　　）
（3）产生激光的前提是原子要处于激发态（　　）
（4）电子跃迁时只吸收能量（　　）
（5）金属元素的焰色反应是发射光谱，为化学变化（　　）
2.下列现象与核外电子的跃迁有关的是（　　）
①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
3.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（　　）
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
4.下列说法中正确的是（　　）
A.焰色试验是化学变化
B.基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3
C.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D.同一原子激发态时的能量一定大于其基态时的能量
答案精析
一、
能级　能级　能量低　能量较高　最低　两个　不同　不同的原子轨道　相同　电子层　原子轨道　1s22s22p5　1s22s22p63s2　1s22s22p63s23p63d104s24p5
内层电子　稀有气体结构　稀有气体的元素符号外加方括号　［He］2s22p5　［Ne］3s2　［Ar］3d104s24p5　自旋状态不同　电子及其自旋状态　
思考交流
1.基态K和Ca的3d轨道的能量大于4s轨道的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的原子轨道可使整个原子的能量最低。
2.（1）是［Ar］3d54s1，因为3d54s1均为半充满结构，更稳定。
（2）是［Ar］3d104s1，因为3d104s1一个全充满，一个半充满，更稳定。
应用体验
1.（1）①1s22s22p5　［He］2s22p5　2s22p5
②1s22s22p63s23p4　［Ne］3s23p4　3s23p4
③1s22s22p63s23p64s1　［Ar］4s1　4s1
④1s22s22p63s23p63d14s2　［Ar］3d14s2　3d14s2
（2）①
②
③
2.　6　3　　15　5
3.①④⑤　②　③　⑥
解析　根据核外电子排布规律知，②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同；⑥违反泡利不相容原理，正确的应为。
二、
1.（1）最低能量　（2）吸收　能量较高
2.吸收　发射
3.发射　吸收
应用体验
1.（1）√　（2）×　（3）√　（4）×　（5）×
2.A　［①霓虹灯发出有色光，因为灯管中的稀有气体原子发生电子跃迁，释放能量，发射出不同颜色的光，正确；②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，错误；⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；⑥燃放的焰火，是因为不同金属元素发生电子跃迁，释放能量，形成不同颜色的光，正确；⑦日光灯通电发光，是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；⑧冷却结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误。］
3.A　［在电流作用下，基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红光；而电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。］
4.D(共57张PPT)
第2课时
专题2　第一单元　原子核外电子的运动
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原子核外电子的排布
1.从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
核心素养
发展目标
一、核外电子的排布原理及表示方法
二、光谱与光谱分析
课时对点练
内容索引
核外电子的排布原理及表示方法
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一
构造原理 概念 电子是按一定顺序填充的，填满一个 之后再填下一个 ，这种规律称为构造原理
原子核外电子排布的轨道能量顺序
1.人类对原子结构的认识演变
一、核外电子的排布原理及表示方法
能级
能级
构造原理 三大 内容 ①能量最低原理：原子核外电子先占据 的轨道，然后依次进入 的轨道，使整个原子处于能量 的状态
②泡利不相容原理：每个原子轨道最多容纳 自旋状态____
的电子
③洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在 上，且自旋状态 ，这样整个原子的能量最低
能量低
能量较高
最低
两个
不
同
不同的原子轨道
相同
电子排布的表示方法 电子排布式
如①7N： ；②12Mg： ；
③35Br：_______________________
电子层
原子轨道
1s22s22p5
1s22s22p63s2
1s22s22p63s23p63d104s24p5
电子排布的表示方法 简化的电子排布式 为了避免电子排布式书写过繁，可以把 已达到 的部分写成“原子实”，以________
表示，得到简化的电子排布式。上述三种原子简化的电子排布式分别为① ；
② ；③_____________
内层电子
稀有气体结构
稀有气体
的元素符号外加方括号
[He]2s22p5
[Ne]3s2
[Ar]3d104s24p5
电子排布的表示方法 轨道表示式(又称电子排布图)
如Na原子的轨道表示式： _______________________
自旋状态不同
电子及其自旋状态
电子排布的表示方法 外围电子排布式 在化学反应中，一般是原子的外围电子(主族元素原子的外围电子就是最外层电子)发生变化。如氯原子的外围电子排布式为________
3s23p5
1.为什么基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。
提示　基态K和Ca的3d轨道的能量大于4s轨道的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的原子轨道可使整个原子的能量最低。
2.(1)铬原子的核外电子排布式是[Ar]3d54s1还是[Ar]3d44s2？为什么？
提示　是[Ar]3d54s1，因为3d54s1均为半充满结构，更稳定。
(2)铜原子的核外电子排布式是[Ar]3d104s1还是[Ar]3d94s2？为什么？
提示　是[Ar]3d104s1，因为3d104s1一个全充满，一个半充满，更稳定。
1.(1)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和外围电子排布式。
①9F：　　　 　；
②16S：　　　　 ；
③19K：　　　　 ；
④21Sc：　　 　　 。
1s22s22p5　[He]2s22p5　2s22p5
1s22s22p63s23p4　[Ne]3s23p4　3s23p4
1s22s22p63s23p64s1　[Ar]4s1　4s1
1s22s22p63s23p63d14s2　[Ar]3d14s2　3d14s2
(2)写出下列基态原子的轨道表示式。
①8O： ;
②13Al： ;
③23V：(写外围电子的轨道表示式)： 。
2.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。
15P：　 　　 ，有　　个电子对，有　　个单电子。
25Mn：　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　，有　　种空间运动状态，有　　个单电子，属于半充满状态。
6
3
15
5
3.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是　　　　(填序号，下同)，违反能量最低原理的是　　，违反洪特规则的是　　，违反泡利不相容原理的是　　。
①Ca2+：1s22s22p63s23p6 ②F-：1s22s23p6
③N： ④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2+：1s22s22p6 ⑥C：
①④⑤
②
③
⑥
根据核外电子排布规律知，②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；
③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同；
⑥违反泡利不相容原理，正确的应为 。
归纳总结
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光谱与光谱分析
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<
二
1.基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于 状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子 能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到 的轨道上，变为激发态原子。
二、光谱与光谱分析
最低能量
吸收
能量较高
2.光谱
光谱的成因及分类
吸收
发射
3.光谱分析
在现代化学中，人们可通过原子 光谱或 光谱来检测元素，称为光谱分析。
发射
吸收
1.正误判断
(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一
(2)霓虹灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
(3)产生激光的前提是原子要处于激发态
(4)电子跃迁时只吸收能量
(5)金属元素的焰色反应是发射光谱，为化学变化
√
√
×
×
×
2.下列现象与核外电子的跃迁有关的是
①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
√
①霓虹灯发出有色光，因为灯管中的稀有气体原子发生电子跃迁，释放能量，发射出不同颜色的光，正确；
②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，错误；
③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；
④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，错误；
⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；
⑥燃放的焰火，是因为不同金属元素发生电子跃迁，释放能量，形成不同颜色的光，正确；
⑦日光灯通电发光，是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；
⑧冷却结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误。
3.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
√
在电流作用下，基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红光；而电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。
4.下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3
C.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从基态跃迁到激发
态时产生的光谱谱线的颜色
D.同一原子激发态时的能量一定大于其基态时的能量
√
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课时对点练
题组一　构造原理与电子排布式
1.按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是
A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p
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由构造原理可知，A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误；
B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误；
D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。
2.下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A.Na+：1s22s22p6 B.F：1s22s22p5
C.Cl-：1s22s22p63s23p5 D.Mn：1s22s22p63s23p63d54s2
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√
Cl-应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl-的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
3.(2024·广东阳江市高二月考)某元素基态原子4s轨道上有2个电子，则该基态原子外围电子排布式不可能的是
A.3d14s2 B.3d84s2
C.3d44s2 D.3d104s2
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4.某原子核外电子排布式为ns2np7，它违背了
A.泡利不相容原理 B.能量最低原理
C.洪特规则 D.洪特规则特例
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√
泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋状态相反。p轨道只有3个原子轨道，最多只能容纳6个电子，故电子排布式ns2np7违背了泡利不相容原理。
题组二　轨道表示式
5.下列硼原子的轨道表示式表示的状态中，能量最高的是
A.
B.
C.
D.
√
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6.华东师范大学姜雪峰教授是中国首位入选成为“青年化学家元素周期表”的科学家，他是“S”元素的代言人。下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是
A. B.
C. D.
√
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基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外层电子排布式为3s23p4，根据泡利不相容原理，3s轨道的2个电子自旋状态相反；根据洪特规则，3p轨道的4个电子中3个电子先分占3个p轨道，且自旋状态相同，第4个电子再填充到其中一个3p轨道，与原来填充的电子自旋状态相反，故D正确。
7.下列原子的外围电子的轨道表示式正确的是
A.
B.
C.
D.
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A项，当轨道中均只有一个电子时，电子的自旋状态应相同，氧原子
的外围电子的轨道表示式应为 ，错误；
C项，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，硅原子的外围
电子的轨道表示式为 ，错误；
D项，在同一能级上的电子排布处于全充满、半充满或全空状态时，原子体系更稳定，所以铬原子的外围电子的轨道表示式应为
，错误。
1
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6
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8.下列各项叙述错误的是
A.若硫原子的轨道表示式为 ，违反了泡利
不相容原理
B.若25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造
原理
C.氮原子的轨道表示式为 ，符合洪特规则和泡利不相容
原理
D.泡利不相容原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的
条件
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3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误。
题组三　光谱与光谱分析
9.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取
A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱
√
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E(3d)10.氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，下列对此现象的描述正确的是
A.形成发射光谱，物理变化 B.形成发射光谱，化学变化
C.形成吸收光谱，物理变化 D.形成吸收光谱，化学变化
√
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3
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氯化钠在灼烧时，电子吸收能量由能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁，电子再从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，多余的能量以光的形式释放出来，发出黄色的光，形成的是发射光谱，该过程是物理变化。
11.下列离子中外层d轨道处于半充满状态的是
A.Cr3+ B.Cu+ C.Co3+ D.Fe3+
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√
Cr3+的外围电子排布式为3d3，d轨道不是半充满状态，故A不符合题意；
Cu+的外围电子排布式为3d10，d轨道处于全充满状态，故B不符合题意；
Co3+的外围电子排布式为3d6，d轨道不是半充满状态，故C不符合题意；
Fe3+的外围电子排布式为3d5，d轨道处于半充满状态，故D符合题意。
12.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子
D.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子
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p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利不相容原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族元素，也可能是ⅥA族元素，故A不符合题意；
p轨道上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于ⅣA族元素，故B符合题意；
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最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C不符合题意；
最外层电子排布式为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布式为2s2的原子是Be，位于ⅡA族，故D不符合题意。
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13.下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是
A.3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的
原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2
的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的原子和外围电子排布式为4s24p5的原子
D.2p轨道有一个未成对电子的基态原子和外围电子排布式为2s22p5的原子
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√
3p轨道有一个空轨道，说明3p上有2个电子，外围电子排布式为3s23p2，两微粒相同，A项不符合题意；
M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，M层电子排布式为3s23p63d10，是锌元素，外围电子排布式为3d64s2的元素是铁元素，B项符合题意；
外围电子排布式为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的原子，
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最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子，C项不符合题意；
2p轨道有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，D项不符合题意。
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14.某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：
(1)a的M层比N层多　　个电子；b的L层比M层少　 个电子。a的稳定性
　　 (填“大于”或“小于”)b的稳定性。
(2)写出A的电子排布式：　　　　 。
a的最外层电子轨道表示式为　　　　 。
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大于
1s22s22p63s23p63d64s2
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由于第1、2层电子排布不出现轨道交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第3层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子为Fe3+和Fe2+，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。
15.A、B、C、D代表4种元素。请填空：
(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，其外
围电子的轨道表示式为　　　　　 　。
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A元素基态原子外围电子的轨道表示式为 。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，
B元素的原子结构示意图为　　 　 ，C的元素符号为　 。
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K
B-、C+的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
(3)D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，D的元素符号为　　，其基态原子的电子排布式为
　 　　　。
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Cu
根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
返回作业5　原子核外电子的排布
(分值：100分）
（选择题1~13题，每小题6分，共78分）
题组一　构造原理与电子排布式
1.按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是（　　）
A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p
2.下列各原子或离子的电子排布式错误的是（　　）
A.Na+：1s22s22p6
B.F：1s22s22p5
C.Cl-：1s22s22p63s23p5
D.Mn：1s22s22p63s23p63d54s2
3.（2024·广东阳江市高二月考）某元素基态原子4s轨道上有2个电子，则该基态原子外围电子排布式不可能的是（　　）
A.3d14s2 B.3d84s2
C.3d44s2 D.3d104s2
4.某原子核外电子排布式为ns2np7，它违背了（　　）
A.泡利不相容原理 B.能量最低原理
C.洪特规则 D.洪特规则特例
题组二　轨道表示式
5.下列硼原子的轨道表示式表示的状态中，能量最高的是（　　）
A.
B.
C.
D.
6.华东师范大学姜雪峰教授是中国首位入选成为“青年化学家元素周期表”的科学家，他是“S”元素的代言人。下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是（　　）
A.
B.
C.
D.
7.下列原子的外围电子的轨道表示式正确的是（　　）
A.
B.
C.
D.
8.下列各项叙述错误的是（　　）
A.若硫原子的轨道表示式为，违反了泡利不相容原理
B.若25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理
C.氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利不相容原理
D.泡利不相容原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
题组三　光谱与光谱分析
9.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（　　）
A.电子的运动轨迹图像
B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图像
D.原子的发射光谱
10.氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，下列对此现象的描述正确的是（　　）
A.形成发射光谱，物理变化
B.形成发射光谱，化学变化
C.形成吸收光谱，物理变化
D.形成吸收光谱，化学变化
11.下列离子中外层d轨道处于半充满状态的是（　　）
A.Cr3+ B.Cu+
C.Co3+ D.Fe3+
12.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（　　）
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子
D.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子
13.下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是（　　）
A.3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的原子和外围电子排布式为4s24p5的原子
D.2p轨道有一个未成对电子的基态原子和外围电子排布式为2s22p5的原子
14.（10分）某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b（其中a的化合价大于b的化合价）。则：
（1）a的M层比N层多　　　　个电子；b的L层比M层少　　　　个电子。a的稳定性　　　　（填“大于”或“小于”）b的稳定性。
（2）写出A的电子排布式：　　　　　。
a的最外层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　。
15.（12分）A、B、C、D代表4种元素。请填空：
（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，其外围电子的轨道表示式为
　　　　　。
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B元素的原子结构示意图为　　　　　，C的元素符号为　　　　。
（3）（6分）D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，D的元素符号为　　　，其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案精析
作业5　原子核外电子的排布
1.C　［由构造原理可知，A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误；B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误；D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。］
2.C　［Cl-应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl-的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。］
3.C
4.A　［泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋状态相反。p轨道只有3个原子轨道，最多只能容纳6个电子，故电子排布式ns2np7违背了泡利不相容原理。］
5.A
6.D　［基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外层电子排布式为3s23p4，根据泡利不相容原理，3s轨道的2个电子自旋状态相反；根据洪特规则，3p轨道的4个电子中3个电子先分占3个p轨道，且自旋状态相同，第4个电子再填充到其中一个3p轨道，与原来填充的电子自旋状态相反，故D正确。］
7.B　［A项，当轨道中均只有一个电子时，电子的自旋状态应相同，氧原子的外围电子的轨道表示式应为，错误；C项，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，硅原子的外围电子的轨道表示式为，错误；D项，在同一能级上的电子排布处于全充满、半充满或全空状态时，原子体系更稳定，所以铬原子的外围电子的轨道表示式应为，错误。］
8.A　［3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误。］
9.B　［E（3d）10.A　［氯化钠在灼烧时，电子吸收能量由能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁，电子再从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，多余的能量以光的形式释放出来，发出黄色的光，形成的是发射光谱，该过程是物理变化。］
11.D　［Cr3+的外围电子排布式为3d3，d轨道不是半充满状态，故A不符合题意；Cu+的外围电子排布式为3d10，d轨道处于全充满状态，故B不符合题意；Co3+的外围电子排布式为3d6，d轨道不是半充满状态，故C不符合题意；Fe3+的外围电子排布式为3d5，d轨道处于半充满状态，故D符合题意。］
12.B　［p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利不相容原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族元素，也可能是ⅥA族元素，故A不符合题意；p轨道上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于ⅣA族元素，故B符合题意；最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C不符合题意；最外层电子排布式为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布式为2s2的原子是Be，位于ⅡA族，故D不符合题意。］
13.B　［3p轨道有一个空轨道，说明3p上有2个电子，外围电子排布式为3s23p2，两微粒相同，A项不符合题意；M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，M层电子排布式为3s23p63d10，是锌元素，外围电子排布式为3d64s2的元素是铁元素，B项符合题意；外围电子排布式为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的原子，最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子，C项不符合题意；2p轨道有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，D项不符合题意。］
14.（1）13　6　大于
（2）1s22s22p63s23p63d64s2
解析　由于第1、2层电子排布不出现轨道交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第3层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子为Fe3+和Fe2+，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。
15.（1）
（2）　K
（3）Cu　1s22s22p63s23p63d104s1（或［Ar］3d104s1）
解析　（1）A元素基态原子外围电子的轨道表示式为。
（2）B-、C+的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
（3）根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。

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