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第五章
物质结构与性质
第22讲　原子结构　原子核外电子排布
复习目标 1．知道元素、核素、同位素的含义，了解原子核外电子的排布，掌握原子结构示意图。
2．了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。
3．知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。
考点二
提能训练　练案[22]
考点一
考点一　原子结构与核素、同位素
1．原子结构
(1)构成原子的粒子及作用
核素
(2)粒子之间的数量关系
质量数＝__________＋__________
对于原子：质子数＝原子序数＝核电荷数＝原子核外电子数
(3)①决定元素种类的是_____________________。
②决定元素化学性质的是________________。
③决定原子种类的是__________________。
④决定原子相对质量的是__________________。
中子数
质子数
质子数(核电荷数)
最外层电子数
质子数和中子数
质子数和中子数
【微思考1】　(1)有质子的微粒不一定有中子，如________，有质子的微粒不一定有电子，如________。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如________与________。
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如________和________等。
提示：(1)1H　H＋　(2)F－　OH－(其他合理也可)
(3)Al3＋　Na＋(其他合理也可)
2．元素、核素、同位素、同素异形体
(1)同素异形体
同种元素组成的不同________，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。
(2)元素、核素、同位素
①关系图示
质子数
质子
中子
质子数
中子数
单质
②同位素的特征：“六同三不同”。
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
氕
D
氘
T
氚
④常见的重要核素及其应用
氢弹
[微点归纳]　(1)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。现行元素周期表已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。
(2)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；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。
(4)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(6)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。
(7)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(8)同位素是指同一元素的不同核素之间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质之间的关系，同分异构体是具有同分异构现象的化合物之间的关系。
区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。
(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。
(10)不同核素之间的转化属于核反应，原子核发生了变化，该过程不属于化学反应。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
(3)30　24　(4)7　5
3．“四量”比较
量
质子数
中子数
【易错辨析】
(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。(　　)
[提示]　√
(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(　　)
[提示]　×　同位素间的转化属于核反应，不是化学变化。
(3)破坏原子结构的核裂变属于化学变化。(　　)
[提示]　×　化学研究的最小微粒是原子，原子核裂变不属于化学变化。
(4)所有的原子中都含有质子和中子。(　　)
(5)质子数相同的原子不一定属于同一种元素。(　　)
[提示]　×　质子数决定元素种类，质子数相同的原子一定属于同一种元素。
(6)电子排布式完全相同的原子一定是同一种原子。(　　)
[提示]　×　不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。
(7)2.0 g H218O与D2O的混合物中所含中子数为NA。(　　)
[提示]　√　H218O与D2O相对分子质量均为20，所含中子数均为10，故2.0 g二者的混合物中所含中子数为NA。
[提示]　×　核聚变、核裂变不属于化学变化。
(9)同位素的不同核素物理、化学性质完全相同。(　　)
[提示]　×　同位素的不同核素化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
1．(2024·北京卷)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是(　　)
微考点1　原子的构成
A．41Ca的原子核内有21个中子
B．41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子
C．41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间
D．从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化
[答案]　A
[解析]　41Ca的质量数为41，质子数为20，则中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；根据题意41Ca衰变一半所需的时间要大于14C衰变一半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。
A．质子数为53 B．电子数为53
C．中子数为78 D．质量数为184
[答案]　D
A．属于同一种核素
B．质量数相同
微考点2　元素、核素和同位素的辨析
[答案]　D
[答案]　B
5．下列说法正确的是(　　)
A．H、D、T是同一种核素
B．O2和O3之间的转化属于物理变化
C．14C与14N中含有相同的中子数
D．C60和石墨互为同素异形体
[答案]　D
[解析]　H、D、T是三种不同的核素，故A错误；O2和O3之间的转化有新物质生成，属于化学变化，故B错误；14C中有8个中子而14N中有7个中子，中子数不同，故C错误；C60和石墨二者都是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故D正确。
抓住描述对象突破“四同”判断
1
同素异形体——单质，如O2、O3。
同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
同分异构体——化合物，如正戊烷、新戊烷。
2
3
4
[答案]　D
微考点3　微粒中各粒子数的关系及计算
7．(2026·湖北武汉检测)质子数和中子数之和为A，核内中子数为N的R2＋与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为(　　)
[答案]　A
8．(2026·经典习题选萃)某元素的一种同位素X的质量数为A，含N个中子，它与1H构成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)
[答案]　C
求一定质量的某物质中粒子数的思维模板
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
[答案]　C
微考点4　核反应方程式
[解析]　Lr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；该反应中没有元素化合价发生变化，不属于氧化还原反应，B项错误；由质子数守恒可得24＋81＝b＋2，解得b＝103，由质量数守恒可得50＋2＋a＝251＋4，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。
核反应方程
1
2
3
4
B．6Y和7Y属于同种元素
C．Y的核素种类由p决定
D．金属性：X>Y
[答案]　B
(1)X的中子数为________。
(2)X、Y互为________。
(3)上述人工合成反应中涉及________种元素，________种核素。
[答案]　(1)4　(2)同位素　(3)2　6
考点二　原子核外电子的排布及应用
1．能层和能级、电子云和原子轨道
(1)能层(n)：(又称：__________)
①分层依据：按照电子的________差异。
②表示符号：______________________________。
(2)能级：在多电子原子中，同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用_____________等表示，同一能层里，各能级的能量按_____________的顺序依次升高。
电子层
能量
K、L、M、N、O、P、Q
能量
s、p、d、f
s、p、d、f
(3)电子云
①电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的____________分布的形象化描述。
②同一原子的能层越高，s电子云半径________，是由于电子的能量依次________，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐________，电子云越来越向更大空间扩展。
概率密度
越大
增大
增大
(4)原子轨道
电子云轮廓图给出了电子在________________的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。
①原子轨道形状和个数
s轨道：电子云形状为________，轨道个数______个；p轨道：电子云形状为________形，轨道个数______个。
核外经常出现
球形
1
哑铃
3
②各能级、能层所含有原子轨道数目
能级符号 ns np nd nf
轨道数目 ______ ______ ______ ______
原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝________。
1
3
5
7
n2
③能量关系
A．相同能层上原子轨道能量的高低：______________。
B．形状相同的原子轨道能量的高低：_________________
C．同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量________。
D．不同能级具有交错现象：ns<(n－2)f<(n－1)dns1s<2s<3s<4s……
相等
2．基态和激发态　原子光谱
(1)基态和激发态
①基态原子：处于____________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________能级，变为激发态原子。
(2)原子光谱
不同元素原子的________________时会________或________不同的光，用光谱仪摄取各种元素原子的____________或____________，总称原子光谱。利用原子光谱上的____________来鉴定元素，称为光谱分析。
最低能量
较高
电子发生跃迁
吸收
释放
吸收光谱
发射光谱
特征谱线
(3)基态、激发态和原子光谱的关系
3．基态原子的核外电子排布
(1)核外电子排布“三原则”
最低
2
相反
相同
[微点归纳]　核外电子排布规律的解读
(1)能量最低原理：能量最低的原子轨道指的是电子填入后使整个原子能量达到最低的轨道。
(2)洪特规则特例：当能量相同的原子轨道(简并轨道)在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时，体系较稳定，体系的能量最低。例如，24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,29Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)构造原理与电子排布式
①构造原理
以光谱学事实为基础，从氢开始，随____________递增，新增电子填入________的顺序称为构造原理，如图所示：
能层
能级
核电荷数
能级
注意：整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。
[微点归纳]　由构造原理可知，从第三能层开始，不同能层的能级出现“交错现象”，如E(3d)>E(4s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等，即E(ns)②电子排布式(书写时，能层低的能级写在左侧，不能完全按构造原理顺序书写)
电子排布式是表示原子核外电子排布的一种式子。根据__________ ______按能级进行排序，进而在ns、np、nd等符号的右上角用数字表示出该能级的_____的数目。例如，基态Cu原子：___________________，其简化电子排布式：____________。
能量最低
原理
电子
1s22s22p63s23p63d104s1
[Ar]3d104s1
③价层电子排布式
为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生______的能级称为价电子层(简称价层)。Fe的简化电子排布式为___________，价层电子排布式为________。
变动
[Ar]3d64s2
3d64s2
(3)电子排布的轨道表示式(又称电子排布图)
轨道表示式是表述电子排布的一种图式，在轨道表示式中，用方框(或圆圈)表示____________；能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称__________，“↑”或“↓”称__________(或未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋________。
原子轨道
电子对
单电子
平行
[微点归纳]　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 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
价电子排布式 3s23p4
价电子轨道表示式
【微思考】　核外电子排布式的书写注意事项。
(3)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，如基态24Cr原子的核外电子排布式不应写为1s22s22p63s23p63d44s2正确的是________________，Fe3＋比Fe2＋的稳定性更________(填“强”或“弱”)，从结构上分析原因是__________________________________________________________ ____________________________________________________________。
提示：(1)能量最低原理　(2)泡利原理　洪特规则　(3)1s22s22p63s23p63d54s1　强　Fe3＋的价层电子排布式为3d5，处于“半充满状态”，故Fe3＋比Fe2＋更稳定
【易错辨析】
[提示]　×　2p能级中的3个电子分占不同的原子轨道，且自旋平行时能量最低。
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。(　　)
[提示]　×　2p、3p、4p能级的轨道数均为3。
(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(　　)
[提示]　×　3p轨道能量高于2p轨道能量。
(4)原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称为电子云。(　　)
[提示]　×　电子云为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。
(5)电子云图中的一个小点就是一个电子。(　　)
[提示]　×　电子云图中的一个小点并不代表一个电子，也不表示电子在此位置出现过一次，电子云图中小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小。
(6)同能层同能级不同轨道能量相同。(　　)
[提示]　√　如2px＝2py＝2pz轨道能量相同。
[提示]　√　6C原子2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则。
(8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。(　　)
[提示]　×　22Ti的3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。
(9)基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3。(　　)
[提示]　×　基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。用简化的电子排布式书写过渡元素右侧的主族时一定要注意3d上的电子不能丢。
(10)p能级的能量一定比s能级的能量高。(　　)
[提示]　×　同能层p能级的能量比s能级的能量高；若是不同能层，p能级的能量不一定比s能级的能量高，如2p<3s。
1.(2026·山东济南模拟)下列说法正确的是(　　)
微考点1　原子核外电子排布的规范表示
B.基态Se的电子排布式：[Ar]4s24p4
C.基态Fe2＋的价层电子排布式：3d6
[答案]　C
2.(2025·湖南长沙检测)实验室常用铁氰化钾溶液来检验Fe2＋，反应的离子方程式为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)。下列化学用语表示正确的是(　　)
A.基态Fe3＋的简化电子排布式：[Ne]3d5
D.基态N原子的价层电子排布式：2s22p3
[答案]　D
3.根据题中要求，回答相关问题：
(1)(2024·全国新课标卷，节选)Ni基态原子价层电子的轨道表示式为_________________________。
(2)(2024·全国甲卷，节选)第ⅣA族元素具有丰富的化学性质，该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。
(3)(2024·湖南卷，节选)Cu属于________区元素，其基态原子的价层电子排布式为________。
(2)2　＋4　(3)ds　3d104s1
基态原子核外电子排布的表示方法(以基态磷原子为例)
1
核外电子排布的常见错误
2
4.(2025·山东实验中学检测)钠离子电池是一种二次电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。下列说法不正确的是(　　)
A.钠原子核外有11种不同运动状态的电子
B.基态钠原子核外电子的空间运动状态有11种
C.原子具有的能量：1s22s22p63s1<1s22s22p53s2
D.基态钠原子的内层电子中，两种自旋状态的电子数之比为1∶1
[答案]　B
微考点2　核外电子的能量、运动状态和空间运动状态
[解析]　钠原子核外有11个电子，不同电子的运动状态不同，A正确；基态钠原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，电子占据了1s、2s、2p和3s轨道，故基态钠原子核外电子的空间运动状态有6种，B错误；1s22s22p63s1表示基态Na原子，1s22s22p53s2表示激发态Na原子，故能量：1s22s22p63s1<1s22s22p53s2，C正确；基态钠原子的内层电子排布式为1s22s22p6，每个轨道均有1对自旋状态相反的电子，故两种自旋状态的电子数之比为1∶1，D正确。
5.判断电子的运动状态(按要求填空)。
(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Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。
[答案]　(1)9　(2)3d24s2　12　22　(3)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。(3)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。
6.核外电子排布与元素推断(按要求填空)。
(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，其元素符号为________。
(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的元素符号为________，C的元素符号为________。
(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________________。
(4)E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，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_______________________________。
[答案]　(1)N　(2)Cl　K
(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
[解析]　(1)A元素原子核外共有7个电子，则其核内有7个质子，因此A元素为N。(2)B、C分别为17、19号元素，即分别为Cl、K。(3)D3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可知D为26号元素，即Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(4)E元素原子核外共有29个电子，第29号元素为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
判断核外电子的运动状态和空间运动状态
1
核外电子具有能量高低的比较
2
7.(2026·广西南宁调研)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，气体中R单质的密度最小，基态X原子价层电子排布式为nsnnpn，Y的简单氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应，基态Z原子最外层电子数等于K层电子数。下列叙述正确的是(　　)
A.原子半径：Z>Y>X>R
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y
C.电负性：Y>X>R
D.由R、X、Y组成的化合物一定只含共价键
微考点3　根据核外电子排布特点推断元素
[答案]　C
[解析]　短周期主族元素组成的气体单质中，氢气的密度最小，则R为H；根据电子排布规则，可知n＝2，基态X原子的价层电子排布式为2s22p2，X为C；短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态Z原子最外层电子数和K层电子数相等，故Z为Mg；Y的简单氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应，且Y的原子序数小于Mg、大于C，Y为N。原子半径：Mg>C>N>H，A错误；HNO3是强酸，H2CO3是弱酸，B错误；由H、C、N组成的化合物NH4CN中既含有离子键，又含有共价键，D错误。
8.Cu、Na、Mg、K、Al、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________(填字母)。
A.吸收光谱 B．发射光谱
(2)基态K原子核外电子占据最高能层的符号是________；基态K＋最高能级的电子所占据原子轨道为________形。
(3)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是________(填序号)。
(4)基态Mg原子核外电子的空间运动状态有________种；基态Al原子核外电子的运动状态有________种。
(5)下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是________。
①2p＝3p　②4s>2s　③4p>4f　④4d>3d
A.①④ B．①③
C.③④ D．②③
[答案]　(1)B　(2)N　哑铃　(3)b　(4)6　13
(5)B
状态有13种。(5)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)s2s，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：ns2.熟记“两素”“三同”：元素、核素；同位素、同素异形体、同分异构体。
3.书写基态原子核外电子排布式的三条原理
(1)能量最低原理
(2)泡利原理
(3)洪特规则
4.掌握原子中的两种关系
(1)质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
5.基态原子核外电子排布的顺序
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
6.熟记3种最外层电子的排布特征
(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3。1～36号元素中分别为N、P、As。
(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2、ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。
(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、(n－1)d5ns1、(n－1)d10ns1、ns2np5。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。
7.“两原理，一规则”的正确理解
(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则和泡利原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。
(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6、nd5、nd10等处于相对稳定结构状态。如Cr：[Ar]3d54s1、Mn：[Ar]3d54s2、Cu：[Ar]3d104s1、Zn：[Ar]3d104s2。
(3)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。
提能训练　练案[22]
[答案]　C
2.(2025·山东卷)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是(　　)
C.基态Yb原子核外共有10个d电子
D.Yb位于元素周期表中第6周期
[答案]　D
3.(2026·八省八校联考)化学用语是学习化学的工具。下列化学用语正确的是(　　)
[答案]　B
4.(2025·安徽卷)以下研究文物的方法达不到目的的是(　　)
A.用14C断代法测定竹简的年代
B.用X射线衍射法分析玉器的晶体结构
C.用原子光谱法鉴定漆器表层的元素种类
D.用红外光谱法测定古酒中有机分子的相对分子质量
[答案]　D
[解析]　B项，X射线衍射实验可用于测定晶体的结构，可达到目的；C项，原子光谱中的特征谱线可用来鉴定元素种类，可达到目的；D项，红外光谱法无法测定有机分子的相对分子质量，应使用质谱法。
5.(2026·河南郑州检测)三星堆见证了中华文明起源的多样性，其通过“14C测定法”初步确定其年代区间。下列有关说法正确的是(　　)
A.14C与12C互为同位素
B.14C的核外电子数是14
C.14C可由中子轰击14N产生，14C与14N化学性质相同
D.青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的样品
[答案]　A
[解析]　14C与12C的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；14C的质量数是14，质子数是6，核外电子数＝质子数＝6，故B错误；14C与14N的质子数不同，化学性质不同，故C错误；青铜器皿由金属Cu等组成，不含碳元素，不能用14C来检验，故D错误。
C.钠镁合金熔点比金属镁高
[答案]　D
7.在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是(　　)
[答案]　C
[解析]　根据质量数守恒和质子数守恒，可知选项C正确。
A.X的金属性比Y的强
D.X、Y最外层电子数之比为1∶3
[答案]　C
9.下面是第二周期部分元素基态原子的轨道表示式，据此下列说法错误的是(　　)
A.每个原子轨道里最多只能容纳2个电子
B.电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道
C.每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)
D.N原子核外有5种运动状态的电子
[答案]　D
[解析]　由题目所给的四种元素原子的轨道表示式可知，在一个原子轨道里，最多能容纳2个电子，符合泡利不相容原理，A正确；电子排在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，符合洪特规则，B正确；任意能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，C正确；N原子核外有7种运动状态的电子，D错误。
10.(2026·辽宁锦州期初联考)由多元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法不正确的是(　　)
A.基态O原子核外电子的空间运动状态有5种
B.基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5
C.基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
D.基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2
[答案]　C
[解析]　基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子占据1s、2s和2p共5个原子轨道，故其核外电子的空间运动状态有5种，A正确；F原子核外有9个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，B正确；基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，C错误；基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，则其价层电子排布式为3d64s2，D正确。
B.基态Y原子核外有9种运动状态不同的电子
C.基态X和基态Y原子核外未成对电子数之比为1∶1
D.Y、Z简单氢化物的还原性：Z>Y
[答案]　A
12.(2025·山东枣庄期初调研)过渡元素(如25Mn、26Fe、27Co、28Ni等)常用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金。下列有关说法中不正确的是(　　)
A.基态Mn原子核外电子的空间运动状态有15种
B.基态Ni原子核外电子占据最高能级的原子轨道形状为哑铃形
C.基态Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5
D.基态Co原子的价电子排布式为3d74s2
[答案]　B
[解析]　基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，电子占据原子轨道总数为1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15，故电子的空间运动状态有15种，A正确；基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2，电子占据的最高能级不是p能级，原子轨道不是哑铃形，B错误。
13.(2026·福建南平四校联考)通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是(　　)
A.元素氦(He)比元素氢(H)的化学性质稳定
B.26Fe3＋得到电子转变成26Fe2＋，表现出氧化性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
[答案]　C
[解析]　H、He原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布均为“全空”，H原子核外只有一个电子，未达到稳定结构，He原子核外有2个电子，已经达到稳定结构，不能作为题目所给规则的证据，A错误；基态Fe2＋的价层电子排布式为3d6，基态Fe3＋的价层电子排布式为3d5，Fe3＋得电子生成Fe2＋是价层电子由3d5到3d6，不能作为题目所给规则的证据，B错误；基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2，[Ar]3d104s1中d轨道处于全充满，s轨道处于半充满，能作为题目所给规则的证据，C正确；激发态的原子是基态原子吸收能量后发生电子跃迁形成的，不能作为题目所给规则的证据，D错误。
14.(2026·湖北黄石期初联考)X、Y、Z、W、P五种元素，其核电荷数依次增大。X基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等；Z原子的核外电子有8种运动状态；Z与W元素位于同一族；P原子核外有4个能层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法正确的是(　　)
A.基态X原子最外层有三个未成对电子
C.P原子的价层电子排布为4s1
D.P单质分别与Z、W单质反应，产物中P的化合价一定相同
[答案]　B
15.(2026·山东枣庄模拟)A、B、C、D、E为元素周期表中前20号元素，原子序数逐渐增大，A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn；A与C位于同一周期，基态C原子的s轨道与p轨道电子数相等；D、E元素的基态原子都只有一个未成对电子，它们相互作用形成的离子的电子层结构相同，且离子最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数。下列说法正确的是(　　)
A.A→B→C得电子能力越来越强，其最简单氢化物的稳定性：A>B>C
B.同周期元素中第一电离能小于C的有5种
C.氧化物对应水化物的酸性：D>B>A
D.A、D和C、E形成的化合物中可能均含有非极性共价键
[答案]　D
[解析]　A、B、C、D、E为元素周期表中前20号元素，原子序数逐渐增大，A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn，则A为碳元素，A与C位于同一周期，基态C原子的s轨道与p轨道电子数相等，则C为氧元素、B为氮元素；D、E元素的基态原子都只有一个未成对电子，它们相互作用形成的离子的电子层结构相同，并且离子最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数，则D为氯元素、E为钾元素。同周期主族元素从左到右，非金属性依次增强，得电子能力逐渐增强，最简单氢化物的稳定性逐渐增强，则稳定性：H2O>NH3>CH4，A错误；同周期元素
从左到右，第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为较稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期元素中第一电离能小于氧元素的有锂元素、铍元素、硼元素、碳元素，共4种，B错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，但氧化物对应水化物的酸性不一定越强，如次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，C错误；碳元素和氯元素可以形成含有非极性键的共价化合物六氯乙烷，氧元素和钾元素可以形成含有离子键和非极性键的离子化合物过氧化钾，D正确。
16.(1)形成BCl3时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为________(填字母)。
(2)基态Cu原子的核外电子排布式为________________。
(3)基态Ni原子的价层电子的电子排布图为________________。
(4)Pd位于第五周期，与镍相邻，其基态原子的价层电子排布式为4d10。下列Pd的价层电子排布图中能量最低的是________(填字母)。
(5)铬和锰基态原子核外未成对电子数之比为________。
[答案]　(1)C　(2)1s22s22p63s23p63d104s1
(4)C　(5)6∶5
17．前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A是形成化合物种类最多的元素；B与A同周期，其原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等；C为第三周期元素，其离子半径在该周期元素中最小；D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2；E的单质为紫红色金属。回答下列问题：
(1)基态D原子的核外电子排布式为________________________。
(2)基态A原子核外电子共有________种不同空间运动状态；B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈________形。
(3)C元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为_________________ _______________________________________________________。
(4)基态E原子的价层电子排布式为__________，其基态原子核外填充有电子的能量最高的能层的符号为________，该能层上含有的原子轨道数为________。
[答案]　(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)4　哑铃
(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(4)3d104s1　N　16
[解析]　前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A是形成化合物种类最多的元素，则A为碳元素。B与A同周期(第二周期)，B原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，则B为氧元素。C为第三周期元素，其离子半径在该周期元素中最小，则C为铝元素。D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2，且D的核电荷数大于13，则基态D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，D为硅元素。E的单质为紫红色金属，则E为铜元素。
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