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　物质结构与性质
第26讲　原子结构　核外电子排布
1．认识原子结构，知道元素、核素的含义，了解原子核外电子的排布。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
1．原子的构成
(1)构成原子的粒子及作用
①中子数与质子数共同决定核素种类。
②质子数（即核电荷数）决定元素种类。
③最外层电子数决定主族元素的化学性质。
(2)粒子间的数量关系
①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。
(3)粒子符号周围数字的含义
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数（丰度）不变。
(3)氢元素的三种核素
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要的核素及其应用
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
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)所有原子核内一定都有中子。(　×　)
(2)质子数相同的粒子一定属于同一种元素。(　×　)
(3)质量数就是元素的相对原子质量。(　×　)
(4)破坏原子结构的核裂变属于化学变化。(　×　)
(5)氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同。(　√　)
题组一　粒子数的计算
1．质量数是37的原子，可能有(　B　)
A．19个质子，18个中子，20个电子
B．18个质子，19个中子，18个电子
C．19个质子，18个中子，18个电子
D．17个质子，20个中子，18个电子
解析：19个质子，18个中子，20个电子，则质量数为19＋18＝37，质子数不等于电子数，A项不符合题意；18个质子，19个中子，18个电子，则质量数为18＋19＝37，质子数＝电子数，该粒子为原子，B项符合题意；19个质子，18个中子，18个电子，则质量数为19＋18＝37，质子数不等于电子数，该粒子为离子，C项不符合题意；17个质子，20个中子，18个电子，则质量数为17＋20＝37，质子数不等于电子数，该粒子为离子，D项不符合题意。
2．RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a g RO中含有质子的物质的量为(　D　)
A．(x＋24－n) mol
B．(x－24－n) mol
C．(x－n) mol
D．(x－n) mol
解析：RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则RO的摩尔质量为(A＋48) g/mol，1个RO的质子数等于x－n，则a g RO中含有质子的物质的量为×(x－n)＝×(x－n) mol。
求一定质量的某物质中粒子数的思维模型
题组二　元素、核素、同位素概念辨析
3．（2021·天津卷）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘（H）是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是(　B　)
A．H的中子数为2
B．H的核电荷数为1
C．H是自然界中最轻的原子
D．H是氢元素的一种同素异形体
解析：H的中子数为2－1＝1，故A错误；H的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确；自然界中最轻的原子是H，不是H，故C错误；H是氢元素的一种核素，故D错误。
4．现有下列9种粒子：H、H、6C、6C、7N、Fe2+、Fe3+、8O2、8O3。按要求回答以下各题：
(1)H、H分别是氢元素的一种核素，它们互称为同位素。
(2)互为同素异形体的粒子是O2、O3。
(3)Fe2+的中子数为30，核外电子数为24。
(4)上述9种粒子中有5种核素，含有5种元素。
题组三　核反应方程式中粒子的关系及应用
5．（2022·山东卷）O、O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：O＋He―→O＋X；O＋He―→O＋Y。下列说法正确的是(　B　)
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C．O、O可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定
解析：根据质量守恒可知，X粒子为He，Y粒子为He，据此分析解题。X粒子为He，中子数为4，A错误；X粒子为He，Y粒子为He，二者为具有相同的质子数和不同的中子数的原子，互为同位素，B正确；由题干信息可知，O与O的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；自然界中不存在O2与O2分子并不是因其化学键不稳定，而是由于O与O的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为其他原子，D错误。
6．（2024·山西忻州名校联考）我国科学家成功合成出新核素Lr-251，熔合反应为Ti＋Tl―→Lr＋2n。下列叙述正确的是(　C　)
A．Lr-251和Lr-253的物理性质完全相同
B．上述熔合反应为氧化还原反应
C．上述熔合反应中a＝203、b＝103
D．Lr-251核内中子数和质子数之差为47
解析：铹的两种核素中质子数相等，中子数不同，物理性质不完全相同，A项错误；该反应中没有元素发生化合价变化，不属于氧化还原反应，B项错误；由质子数守恒可得22＋81＝b，解得b＝103，由质量数守恒可得50＋a＝251＋2，解得a＝203，C项正确；Lr-251的中子数为251－103＝148，148－103＝45，D项错误。
考点二　核外电子排布
1．能层（电子层）与能级
(1)能层：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层（电子层）。能层序号一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。能层越高，电子的能量越高。
(2)能级：根据多电子原子的同一能层电子的能量可能不同，将它们分为不同能级。分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示。n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
2．电子云与原子轨道
(1)电子云
处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小点越密，表示概率密度越大。
(2)原子轨道
①含义：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。
②形状：s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大；p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
3．基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
　当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)填充顺序——构造原理
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
(3)表示方法
表示方法 以硫原子为例
原子结构示意图
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
轨道表示式（电子排布图）
价层电子排布式 3s23p4
4.电子的跃迁与原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量后，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(3)原子光谱
①光谱的成因与分类。
②光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
③光谱分析的应用：鉴定元素种类。
　正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)p能级能量不一定比s能级的能量高。(　√　)
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。(　×　)
(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(　×　)
(4)Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。(　×　)
(5) 表示的原子能量处于最低状态。(　×　)
题组一　电子排布式（图）的分析与书写
1．下列锂原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为D、C（填字母）。
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D中能量最低；C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。
2．填空。
(1)写出基态砷原子的核外电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
(2)基态硅原子最外层的电子排布图为
(3)锌原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(4)钴基态原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
(5)基态钒原子的价层电子轨道表示式为
。
(6)基态Ni2+的价层电子轨道表示式为。
核外电子排布常见错误
(1)在写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)。
(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。
题组二　电子排布规律的应用
3．判断电子的运动状态(按要求填空)。
(1)基态氟原子核外电子的运动状态有9种。
(2)基态钛原子核外电子的空间运动状态有12种，共有22种运动状态不同的电子。
(3)基态铜原子核外电子的空间运动状态有15种。
解析：(1)基态氟原子共有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)基态钛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，因此基态钛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。(3)基态铜原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态铜原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态铜原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。
4．按要求填空：
(1)基态Ti3+中未成对电子数有1个；与钛同族相邻的元素锆的基态原子价层电子排布式为4d25s2。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3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4。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。
解析：(1)Ti位于第四周期，钛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。
1．核外电子运动状态的判断
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。
2．原子(离子)未成对电子数目的判断
(1)根据价层电子排布式判断
设电子排布式中未充满电子的能级上的电子数为n，该能级的原子轨道数为m，则n≤m时，未成对电子数为n；n>m时，未成对电子数为2m－n。如氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，未充满电子的能级为3p能级，有3个原子轨道，填充的电子数为5，所以未成对电子数为2×3－5＝1；铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，未充满电子的能级为3d能级和4s能级，分别有5、1个原子轨道，填充的电子数分别为5、1，所以未成对电子数为6。
(2)根据价层电子轨道表示式判断
写出题给粒子的价层电子轨道表示式即可判断未成对电子数目。
1．判断下列化学用语是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2024·辽宁卷)中子数为1的氦核素：He。(　×　)
(2)(2024·甘肃卷)C、C和C互为同位素。(　√　)
(3)(2024·江苏卷)S2-的结构示意图为。(　×　)
(4)(2024·甘肃卷)Ca2+和Cl－的最外层电子排布图均为。(　√　)
(5)(2024·山东卷)激发态氢原子的轨道表示式：。(　√　)
(6) (2023·北京卷)2pz电子去图为(　√　)
(7)(2023·北京卷)基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为。(　×　)
2．(2022·北京卷)38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是(　A　)
A．Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族
B．可用质谱法区分87Sr和86Sr
C．87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48
D．同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同
解析：Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族，故A错误；质谱法可以测定原子的相对原子质量，87Sr和86Sr的相对原子质量不同，可以用质谱法区分，故B正确；87Sr的中子数为87－38＝49，86Sr的中子数为86－38＝48，故C正确；由题可知，38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中值不变，土壤生物中值与土壤中值有效相关，故D正确。
3．(2024·浙江6月选考改编)下列有关单核粒子的描述不正确的是(　C　)
A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B．基态Cr2+的简化电子排布式：[Ar]3d4
C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D．Fe＋的价层电子排布式为3d64s1
解析：根据原子核外电子排布规律，Ar的基态原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种，A正确；基态Cr的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，基态Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4，B正确；Ge的原子序数为32，Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误；基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2，Fe原子变成Fe＋，优先失去4s轨道上的一个电子，D正确。
4. (2022·全国乙卷节选)氟原子激发态的电子排布式有ad，其中能量较高的是d(填字母)。
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
解析：F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5。1s22s22p43s1为基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误；1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误；1s22s22p33p2为基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确。而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量较高的是1s22s22p33p2。
5．按要求填空：
(1)(2024·河北卷)钒原子的价层电子排布式为3d34s2。
(2)(2022·湖南卷节选)基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
(3)(2024·湖北卷)基态Be2+的轨道表示式为。
(4)(2024·新课标卷)Ni基态原子价层电子的轨道表示式为。
(5)(2024·北京卷)Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。
(6)(2024·全国甲卷)ⅣA族元素基态原子核外未成对电子数为2。
(7)(2024·山东卷)同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr(填元素符号)。
(8)(2020·全国Ⅰ卷节选)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为4∶5。
课时作业26
(总分：60分)
一、选择题(每小题3分，共36分。每小题只有1个选项符合题意)
1．1946年，威拉德·利比(美)发明了使用碳 14(14C)同位素进行年代测定的方法，14C是一种具有放射性的碳同位素。下列关于14C的说法正确的是(　B　)
A．14C与12C互为同素异形体
B．14C与12C的化学性质几乎完全相同
C．14C与12C的中子数相同
D．碳元素的相对原子质量就是14C的相对原子质量
解析：14C与12C都不是单质而是原子，不互为同素异形体，A错误；14C与12C互为同位素，具有相同的质子数和电子数，化学性质几乎完全相同，B正确；14C与12C的质子数相等，均为6，中子数不同，分别为8和6，C错误；元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值，碳元素的相对原子质量不是14C的相对原子质量，D错误。
2．一定量的锎(Cf)在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是(　D　)
A．Cf原子中，中子数为154
B．Cf原子中，质子数为98
C．Cf原子中，核外电子数为98
D．锎元素的相对原子质量为252
解析：锎(Cf)是锎元素的一种同位素，其质量数为252，核外电子数＝核内质子数＝98，中子数＝252－98＝154。锎元素的相对原子质量等于锎元素的各种同位素的相对原子质量与它们的原子个数百分比之积的和，而不等于某一核素的质量数，故D错误。
3．下列有关构造原理的说法错误的是(　C　)
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2
C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理
D．构造原理中的电子排布能级顺序，并不代表各能级能量由低到高的顺序
解析：绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu，故C错误。
4．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是(　A　)
A．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
B．在K能层中，有自旋相反的两条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在哑铃形曲面上运动
D．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
解析：N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，各具有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多可容纳2个电子，故可容纳32个电子，所以有32种运动状态，A正确；在K能层中，只有1个轨道，能容纳自旋相反的2个电子，B不正确；电子云通常是用小黑点来表示电子出现的机会大小，但小黑点不表示电子，D不正确。
5．量子力学原子结构模型中的原子轨道是用来描述核外电子空间运动状态的。下列关于原子轨道的叙述正确的是(　C　)
A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同
B．第n电子层上共有2n2个原子轨道
C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道
D．处于同一原子轨道上的电子，运动状态完全相同
解析：原子轨道与宏观物体的运动轨道不同，它是指电子出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A项错误；第n电子层上共有n2个原子轨道，B项错误；原子核外每个电子的运动状态均不同，D项错误。
6．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是(　D　)
解析：原子处于基态时能量最低。A项，铍原子的2s轨道未排满电子，2p轨道排布1个电子，应为激发态，错误；B项，氮原子核外电子排布不符合洪特规则，错误；C项，硼原子的2s轨道未排满电子，2p轨道排布2个电子，应为激发态，错误；D项，碳原子的1s和2s轨道全部排满电子后，2p轨道排布2个电子，核外电子排布符合能量最低原理，应是基态碳原子，正确。
7．(2024·山东滨州模拟)某元素的一个原子形成的离子可表示为baXn－，下列说法正确的是(　D　)
A．baXn－含有的中子数为a＋b
B．baXn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为 g
解析：A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b；D项，1 mol baXn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 g。
8．第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有(　B　)
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
解析：第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有3种，分别是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3)，故选B。
9．我国科学家在月壤粉末的部分铁橄榄石颗粒表面非晶层中发现了单质铁，产生的原因为铁橄榄石被撞击时在高温与高压下发生熔融，同时其中的Fe2+发生歧化反应生成Fe与Fe3+。下列说法正确的是(　D　)
A．Fe2+在生成Fe3+时失去电子，发生还原反应
B．Fe2+转化为Fe属于化学变化
C．Fe2+和Fe含有的电子数相同
D．基态Fe3+的核外电子有23种不同的运动状态
解析：Fe2+在生成Fe3+时失去电子，被氧化，发生氧化反应，A错误；Fe2+含有的电子数为26－2＝24，Fe含有的电子数＝质子数＝26，两者电子数不相同，C错误；基态Fe3+的核外有23个电子，所以有23种不同的运动状态，D正确。
10．(2021·河北卷)用中子轰击NZX原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为NZX＋n―→Y＋He。已知元素Y在化合物中呈＋1价。下列说法正确的是(　A　)
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液
B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物
D．6Y和7Y互为同素异形体
解析：由题意分析可知，X为B，Y为Li。H3BO3为硼酸，NaOH溶液具有腐蚀性，若不慎将NaOH溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹H3BO3以中和碱液，A正确；Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；X为B，与H会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B与H以共价键结合，属于共价化合物，C错误；6Li和7Li两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误。
11．X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是(　C　)
A．X元素的氢化物的水溶液显碱性
B．Z元素的离子半径小于W元素的离子半径
C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D．基态Y原子的电子跃迁到较高能量的激发态时，会形成发射光谱
解析：X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质，则X是N或O。Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等，Y是C或Si。Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同，Z是Mg。W元素原子的M层有1个未成对的p电子，W是Al或Cl。X元素的氢化物的水溶液显碱性(NH3)或中性(H2O)，A不符合题意；若W是氯元素，则氯离子电子层数比镁离子多，所以氯离子半径大于镁离子半径，若W是铝元素，则镁离子半径大于铝离子半径，B不符合题意；镁既能和氮气反应生成氮化镁，也能和氧气反应生成氧化镁，C符合题意；基态Y原子的电子跃迁到较高能量的激发态时，会形成吸收光谱，D不符合题意。
12．(2025·湖北部分普通高中联考)短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是(　A　)
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
解析：由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，故只有A正确。
二、非选择题(共24分)
13．(10分)Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种B(填字母)。
A．吸收光谱　　　　 B．发射光谱
(2)下列镁原子的核外电子排布式中，能量最高的是b(填序号)。
a．1s22s22p43s13p3p3p
b．1s22s22p33s23p3p3p
c．1s22s22p63s13p
d．1s22s22p63s2
(3)钛原子价层电子排布式为3d24s2。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价层电子的轨道表示式为。
(4)下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是①③。
①2p＝3p　②4s＞2s　③4p＞4f　④4d＞3d
解析：(1)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放出能量，属于发射光谱。
(2)a.1s22s22p43s13p3p3p即2个2p上的电子跃迁到3p上，1个3s的电子跃迁到3p上；b.1s22s22p33s23p3p3p是2p上的3个电子跃迁到3p上；c.1s22s22p63s13p为3s上的1个电子跃迁到3p上；d.1s22s22p63s2为基态原子；故能量最高的为b。(3)已知Ti是22号元素，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其价层电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的是Cr，其基态原子的价层电子的轨道表示式为。(4)根据能级构造原理可知，不同能层的相同能级的能量大小为(n－1)s＜ns＜(n＋1)s，(n－1)p＜np＜(n＋1)p，(n－1)d＜nd＜(n＋1)d，故2p＜3p，故①不正确；4s>2s，故②正确；4d>3d，故④正确；相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf，所以4p＜4f，故③不正确。
14．(14分)前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A 基态A原子核外电子占据3个轨道
B 原子核外有6种运动状态不同的电子
C 基态原子的核外p电子数比s电子数少1个
D 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
E 基态E＋各能级电子全充满
(1)元素A、E的元素符号分别是B、Cu。画出元素A基态原子的轨道表示式：
。
(2)画出C元素原子的结构示意图：。
(3)写出D元素基态原子的电子排布式：1s22s22p63s1，其核外电子空间运动状态有6种。
(4)元素A、B、C的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，其原因是三种元素的非金属性依次增强。
(5)实验室合成一种由B和C两种元素形成的化合物，该化合物具有三维骨架结构。其中每个B原子与4个C原子形成共价键，每个C原子与3个B原子形成共价键，其化学式为C3N4。
解析：基态A原子核外电子占据三个轨道，A为硼元素；B原子核外有6种运动状态不同的电子，B为碳元素；C元素基态原子核外p能级电子数比s能级电子数少1个，因此C为氮元素；D元素基态原子核外有6个原子轨道排有电子同时仅有1个未成对电子，s能级含1个轨道，p能级含有3个轨道，则D所含有的未成对电子在3s能级，因此D为钠元素；E＋的各能级电子均充满，因此E为铜元素。(5)该化合物具有三维骨架结构，其中每个碳原子与4个氮原子形成共价键，所以碳的化合价为＋4，每个氮原子与3个碳原子形成共价键，所以N的化合价为－3，则该化合物的化学式为C3N4。

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