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专题2　原子结构与元素性质
微专题1　核外电子排布的表示方法、书写及应用
专题　精讲
1. 核外电子排布的表示方法和书写
原子（离子）结构示 意图 含义 将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子
意义 能直观反映出核内质子数、核外的电子层数和各电子 层上的电子数
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
意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子 数
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
意义 避免书写电子排布式过于繁琐
实例 K：[Ar]4s1
价电子排布式 含义 主族元素原子的最外层上的电子、过渡元素原子最外 层及次外层的d能级（部分元素原子倒数第三层的f能 级）上的电子与元素的化合价有关，这部分电子均为 价层电子，表示价层电子排布的式子即价层电子排布 式
意义 能直观反映出基态原子的电子层数，参与成键的电子 数及最外层电子数
实例 Al：3s23p1
轨道表示式 含义 每个方框或小圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电 子
意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态
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，相应的式子叫作电子式
意义 能直观反映出原子的最外层电子数
实例
2. 基态原子核外电子排布式的书写模型
（1）价电子排布式的书写：对于主族元素和0族元素，写出最外层电子排布式即可； 对于过渡金属元素，其价电子排布式一般符合（ n －1）d1～10 n s1～2（ n ≥4）。如Cr的 价电子排布式为3d54s1。
（2）离子核外电子排布式的书写方法：先写出基态原子的核外电子排布式，再由外 向内失去电子或补充电子（基态原子失去电子时总是优先失去最外层电子），即得到 相应阳离子或阴离子的核外电子排布式。如Cr3＋的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。

√

√
错误类型 错因剖析 改正
违背能量最低原理
违背泡利不相容原理
或 违背洪特规则
3. 电子式书写方法及常见错误
（1）陌生物质电子式的书写方法
①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物。
②确定该物质中各原子的成键方式。
③根据各原子最外层电子（价电子）数和成键后各原子达到最外层8（或2）电子稳定 结构的要求，分析各原子共用电子对的情况。
④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构分析书写电子式。
（2）电子式书写常见的6大误区
内容 实例
误区1 漏写未参与成键的电子
误区2 化合物类型不清楚，漏写 或多写“[　]”及错写电荷 数
误区3 书写不规范，错写共用电 子对
内容 实例
误区4 不考虑原子间的结合顺序
误区5 不考虑原子最外层有几个 电子，均写成8电子结构
误区6 不考虑AB2型离子化合物中 2个B是分开写还是一起写
B. 基态铜原子的价电子轨道表示式：
C. Se的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p4
D. F－的结构示意图：
C
A. n s电子的能量可能低于（ n －1）p电子的能量
C. 21Sc的电子排布式：1s22s22p63s23p63d3，违反了能量最低原理
D. 22Ti的电子排布式：1s22s22p63s23p10，违反了泡利不相容原理
解析：电子的能量与能层、能级有关， n s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；根据泡利不相容原理知，3p 能级最多容纳6个电子，D正确。
A
A. 基态32Ge原子的电子排布式：4s24p2
B. 基态28Ni原子的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d94s1
C. 基态O原子的轨道表示式：
D. 基态29Cu＋的价电子排布式：3d94s1
解析：基态32Ge原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，A错误；基态28Ni原子 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，B错误；电子层高的电子先失去，即先失去4s 电子，后失去3d电子，基态Cu＋的价电子排布式为3d10，D错误。
C
4. （1）基态镍原子的价电子排布式为 ，排布时能量最高的电子所占能级的 原子轨道有 个伸展方向。
（2）Cu2＋基态核外电子排布式为 。
3d84s2　
5　
1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）
解析：（2）Cu位于第4周期ⅠB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电 子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
（3）基态Fe原子价层电子的轨道表示式为 　 　。
（4）Zn原子核外电子排布式为 。
（5）CN－的电子式是 。
1s22s22p63s23p63d104s2（或[Ar]3d104s2）
解析： （3）基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此价层电子轨道表示式： 。
5. 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的价电子排布式为3d64s2。回答下列问 题：
（1）A为 （填元素符号，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 。
Si　
1s22s22p63s23p2　
Na　
[Ne]3s1　
P　
3s23p3
（4）D为 ，轨道表示式为 　 　。
（5）E为 ，原子结构示意图是 。
N　
Fe　
第*页
课时作业
②
③
④
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⑤
⑥
A. ①②③ B. ④⑤⑥
C. ②④⑥ D. ③④⑥
解析：洪特规则指的是电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同 的原子轨道上，且自旋状态相同，违反洪特规则的是②④⑥。
【答案】C
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A. N原子核外电子有5种空间运动状态
C. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式：
D. Fe3＋的结构示意图：
B
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A. Cl－的结构示意图：
B. 基态钙原子的简化电子排布式：[Ar]3d2
C. CS2的空间填充模型：
D. 基态氧原子的核外电子轨道表示式：
C
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解析：Cl－的结构示意图为 ，故A错误；钙是20号元素，基态钙原子的简化电 子排布式为[Ar]4s2，故B错误；CS2为直线形，且S原子半径大于C，其空间填充模型 为 ，故C正确；基态氧原子的核外电子轨道表示式为 ，故D错误。
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B
A. 铊原子的原子结构示意图：
B. 基态铊原子的价层电子排布式：5d106s26p1
C. 基态铊原子价层电子的轨道表示式
D. 基态铊原子最高能层符号为P
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解析：根据铊为81号元素，位于元素周期表第6周期ⅢA族，可知铊原子核内质子数 为81，核外有81个电子，有6个电子层，最外层有3个电子，A正确；铊与铝元素位于 同主族，基态原子的价层电子排布式相似，基态铊原子的价层电子排布式为6s26p1， B错误；根据基态铊原子价层电子排布式为6s26p1，其中s能级只有1个原子轨道，2个 电子自旋方向相反，p能级3个原子轨道，只有1个电子，其轨道表示式是正确的，C 正确；基态铊原子最高能层为第6层，符号为P，D正确。
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A. 基态Cu的价电子排布式：3d94s2
B. 次氯酸的结构式：H—Cl—O
C. 基态硼原子最高能级的原子轨道形状为
D. 基态碳原子最外层电子轨道表示式为
C
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解析：基态Cu的价电子排布式为3d104s1，故A错误；次氯酸的结构式为H—O—Cl， 故B错误；硼的最高能级为2p，其原子轨道为哑铃状，故C正确；题中碳的轨道表达 式不满足洪特规则，正确为 ，故D错误。
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A. 基态Se原子的价层电子排布式为3d104s24p4
B. 轨道表示式 ，不满足泡利不相容原理
C. 基态Mn原子的电子在3d轨道中的表示式为
D. 基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为
C
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解析：基态Se原子的价层电子排布式为4s24p4，故A错误；轨道表示式不满足洪特规 则，故B错误；基态Mn原子的电子在3d轨道中的表示式为
，故C正确；铍原子基态最外层电子轨道为2s，s轨道 的电子云轮廓图为球形， ，故D错误。
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A. 基态镓原子中电子占据的最高能层符号为4s24p1
B. 因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动
C. 基态氧原子轨道表示式 ，违背了泡利不相容原理
D. 基态氧原子的核外电子有8种不同的空间运动状态
C
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解析：基态镓原子的价电子排布式为4s24p1，电子占据的最高能层符号为N，故A错 误；s轨道是球形，描述的是电子云轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大 小，不是s电子做圆周运动，故B错误；基态氧原子轨道表示式应该 为 ，题给排布式违背了泡利不相容原理，2s轨道上的两个电 子自旋方向应该相反，故C正确；核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决 定，氧原子核外有8个电子，有1s轨道、2s轨道、2p轨道，其中2p有3个轨道均填充电 子，故核外有5种不同空间运动状态的电子，故D错误。
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A. Mg原子最外层电子云轮廓图为
B. 基态Cl原子核外电子占据的最高能级为3p
C. 基态F原子核外电子的空间运动状态有9种
D. 基态Cu原子的价层电子排布图为
B
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解析：镁原子最外层电子排布为3s2，电子云轮廓图为球形，故A错误；基态氯原子核 外电子排布为1s22s22p63s23p5，占据的最高能级为3p，故B正确；基态氟原子核外电子 排布式为1s22s22p5，电子的空间运动状态有5种，故C错误；基态铜原子的价电子排布 式为3d104s1，价电子排布图为 ，故D错误。
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A. 基态硫原子核外3p电子云有3种不同伸展方向
B. 基态氧原子的电子排布式为[Ne]2s22p4
B
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④基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2
⑤F的最高能级的电子云轮廓图：
⑥O2－的电子排布图：
⑦Br原子的价（层）电子排布式：4s24p5
C
A. ②⑤ B. ②⑥ C. ③⑦ D. ④⑦
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11. （2024·邵阳高二阶段）原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识， 请回答下列问题：
（1）基态原子电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是 ；某元素原 子的3p原子轨道中有3个未成对电子，则该原子的价电子轨道表示式 为 。
＋3　
　
解析：（1）基态原子电子排布为1s22s22p63s23p1，价电子为3s23p1，说明最外层电子 数为3，在反应中易失去，则化合价为＋3；某元素原子的3p原子轨道中有3个未成对 电子，即核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则该原子的价电子轨道表示式 为 。
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（2）X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是 ；其轨道表示式 为 。
解析：（2）根据能级构造原理可知，X原子在第二电子层上只有一个空轨道即为 1s22s22p2，则X是C，其轨道表示式为 。
（3）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素原子的价电子排布式为 。
解析：（3）已知钛为22号元素，故钛（Ti）元素原子的价电子排布式为3d24s2。
C　
　
3d24s2　
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（4）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素符号： 。
解析：（4）3p轨道上有2个未成对电子即为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，故元素 符号为Si或S。
（5）日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素的价 电子排布式为3d54s1，该元素的名称为 。
解析：（5）元素的价电子排布式为3d54s1，其原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，即为24号元素，该元素的名称为铬。
Si或S　
铬　
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12. （2024·常德一中高二校考）根据原子核外电子排布规则，回答下列问题：
（1）写出基态S原子的简化电子排布式： ；写出基态24Cr原子的价层 电子排布式： 。
解析：（1）基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，简化电子排布式为 [Ne]3s23p4。基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则价电子排布式 为 3d54s1。
[Ne]3s23p4　
3d54s1　
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（2）写出基态N原子的核外电子轨道表示式： 。
解析：（2）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，原子核外电子轨道表示式 为 。
解析：（3）基态原子应遵循能量最低原则，若将基态14Si的电子排布式写成 1s22s22p63s23p14s1，则它违背了能量最低原理。
　
能量最低原
理　
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解析：（4）Fe3＋比Fe2＋的稳定性更强，从结构上分析原因是Fe2＋的价电子排布式为 3d6，而Fe3＋的价电子排布式为3d5，Fe3＋的3d轨道为半充满，处于稳定结构。
（5）某原子的3d能级中有一个电子，其第四能层中的电子数为 。
解析：（5）若某原子的3d能级中有一个电子，则价电子排布式为3d14s2，其第四能层 中的电子数2。
Fe3＋的价层电子排
布式为3d5，为半满结构，更加稳定
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13. （2024·甘肃庆阳高二校考期中）Ⅰ.回答下列问题：
（1）核外电子排布时遵循一定的原则：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子， 它们的自旋状态不同，这个原理称为泡利不相容原理；对于基态原子，核外电子在能 量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同称为洪 特规则。依据以上原则，下列原子或离子的核外电子排布正确的是 ，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－：1s22s22p5
①⑥　
④⑤　
③　
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③P：
④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
⑤K：1s22s22p63s23p63d1
⑥Mg：1s22s22p63s2
⑦C：
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解析：（1）根据核外电子排布规律，①⑥正确；②氟原子得到1个电子形成氟离子， 正确的应为1s22s22p6；③没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时，应 尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同，最外层的轨道表示式应 为 ；④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能 量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1；⑤违背了最低能量原理，应 该首先填充4s轨道，应该为1s22s22p63s23p64s1；⑦中违反泡利不相容原理，正确的应 为 。故核外电子排布正确的是①⑥，违反能量最低原理的是④⑤，违反洪特规则的是③，违反泡利不相容原理的是⑦。
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Ⅱ.2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携月壤成功着陆。研究发现，月壤中存 在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。
（2）写出铜的基态原子的电子排布式： 。
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1　
解析： （2）铜为29号元素，基态Cu原子核外电子排布式为
（3）Fe3＋的电子排布式为 。
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
解析： （3）铁原子失去3个电子形成铁离子，Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
（4）p电子的原子轨道呈 形。
纺锤　
解析： （4）p电子的原子轨道呈纺锤形。
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