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课标要求　1.结合有关数据和实验事实认识原子结构，知道元素、核素的含义。
2.了解原子核外电子的排布，能画出1~20号元素的原子结构示意图。
3.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，能结合能
量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的核外电子排布
式和轨道表示式，并说明含义。
考点一 原子结构　核素和同位素
1.原子的构成
(1)构成微粒及作用
(2)微粒之间的数量关系
对于中性原子：质子数(Z)=核电荷数=　 　。
对于阳离子：质子数=核外电子数＋阳离子所带的电荷数。
对于阴离子：质子数=核外电子数－阴离子所带的电荷数。
核外电子数
2.元素、核素和同位素
(1)概念及相互关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的　 　不同，　 　相同，化学性质　 　，物理性质　 　。
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同位素之间的转化是核反应，不是化学变化。
(3)五种重要的核素及用途
核素
用途 核燃料 用于考古断代 制造氢弹 示踪原子
中子数
质子数
几乎完全相同
差异较大
学以致用
×
×
×
×
√
√
考向1　原子的构成及表示
C
2.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(　 　)
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
【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；根据题意可知，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
考向2　核素和同位素的判断
B
考点二 核外电子的排布规律
1.核外电子的运动状态
(1)电子云
由于核外电子的　 　分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
(2)核外电子的运动状态
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　 　称为一个原子轨道。
(3)能层、能级和原子轨道之间的关系
能层(n) 一 二 三 四
能层符号 K L M N
能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
各能级原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
各能层原子轨道数 1 4 9 16
最多容纳电子数 2 8 18 32
概率密度
空间运动状态
2.基态、激发态和原子光谱
(1)基态和激发态
①基态原子：处于　 　的原子。
②激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会　 　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　 　或　 　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。
最低能量状态
跃迁
吸收
释放
3.基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
(2)填充顺序——构造原理
原理图示 浙江核心命题定位
①电子排布式与轨道表达式的规范书写(必考基础)；
②核外电子排布三原则的应用(能量最低原理、泡利原理、洪特规则)；
③能级交错与洪特规则特例分析(Cr、Cu等)；
④电子排布与元素性质关联(电离能、电负性异常解释)
(3)表示方法(以基态磷原子为例)
电子排布式 　 　
简化电子排布式 [Ne]　 　
价层电子排布式 3s23p3
价层电子轨道表
示式(电子排布图)
1s22s22p63s23p3
3s23p3
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理。(　 　)
(2)电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理。(　 　)
(3)磷元素基态原子的价层电子排布图为 。(　 　)
(4)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(　 　)
(5) 表示的原子处于能量最低状态。(　 　)
(6)Cu2O比CuO稳定的原因是＋1价Cu的3d能级处于全充满状态，能量较低。(　 　)
学以致用
√
√
×
×
×
√
考向1　核外电子排布规律及应用
1.(1)(2023·6月选考)基态N原子的价层电子排布式是　 　。
(2)基态Fe原子与基态Fe3＋未成对电子数之比为　 　。
(3)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族，基态原子价层电子排布式为　 　。
(4)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：　 。
2s22p3
4∶5
5s2
2.(1)(2025·1月选考)关于第ⅤA族元素原子结构的描述，下列说法正确的是　 　。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.As3＋的最外层电子数为18
C.P3＋的半径小于P5＋的半径
D.电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态
(2)(2024·6月选考)下列有关单核微粒的描述正确的是　 　。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能＞Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe＋，优先失去3d轨道上的电子
考向2　核外电子运动状态的判断
AD
AB
核外电子运动状态的判断
(1)核外电子的运动状态种类数=核外电子总数(不同电子的运动状态不同)。
(2)核外电子的空间运动状态种类数=核外电子占据的原子轨道总数。
3.判断未成对电子数目：
(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)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为　 　。
(3)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 　。
1
4d25s2
3
3∶1
未成对电子数的判断方法(以基态Fe为例)
附：前四周期元素基态原子未成对电子数
进阶高考
C
D
3.根据题目要求，回答相关问题：
(1)(2025·广东卷节选)基态Ti原子的价层电子排布式为　 　。
(2)(2025·湖北卷节选)基态氟离子的电子排布式为　 　。
(3)(2024·全国新课标卷节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为 　。
(4)(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　 　。
(5)(2024·湖南卷节选)Cu属于　 　区元素，其基态原子的价电子排布式为　 。
(6)(2024·广东卷节选)基态N原子价层电子的轨道表示式为 　。
(7)(2024·山东卷节选)同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是　 　(填元素符号)。
3d24s2
1s22s22p6
＋4价
2
ds
3d104s1
Cr
课时作业
答案速对
第六章 第21讲 原子结构　核外电子排布规律
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C A C A C D (1)[Ar]3d54s2 Cr （2）5 b
题号 9 10 11 12 13 14
答案 BD D AB AD 见答案 见答案
C
2.(2025·金华东阳中学检测)采用锶(38Sr)同位素与氧同位素检测方法研究亚长(商王朝人)的部分数据如下。
下列说法不正确的是(　 　)
A.87Sr原子核外电子数为38
B.18O的原子核内有10个中子
C.87Sr和86Sr所含质子数不同
D.结合检测数据推测：亚长并非本地人
【解析】 锶(38Sr)的质子数为38，则87Sr原子核外电子数为38，A正确；18O的质子数为8，质量数为18，则原子核内的中子数为18－8=10，B正确；87Sr和86Sr的质子数都为38，所含质子数相同，是同种元素的不同原子，C错误；采用锶(38Sr)同位素与氧同位素检测方法研究亚长(商王朝人)的部分数据可知，亚长并非本地人，D正确。
C
3.下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是(　 　)
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，即有32种运动状态的电子，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错误；电子在原子轨道中做无规则运动，s电子的电子云轮廓图为球形，p电子的电子云轮廓图为哑铃形，电子云只说明电子在核外空间出现的概率，C错误；电子云通常是用小黑点来表示电子在原子核外出现的概率，D错误。
A
C
5.(人教版选必2 P28 T1改编)元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法中不正确的是
(　 　)
A.209Bi的中子数与质子数之差为126
B.铋原子的价层电子排布式是6s26p3
C.铋原子的6p能级有3个未成对电子
D.基态铋原子核外电子的运动状态有83种
【解析】 209Bi的中子数为206－83=126，故其中子数与质子数之差为126－83=43，A错误；根据洪特规则可知，铋原子的6p能级的3个电子分占3个不同轨道，故有3个未成对电子，C正确；同一原子中不同电子的运动状态均不同，故基态铋原子核外电子的运动状态有83种，D正确。
A
6.下列有关原子轨道和核外电子排布的说法中，不正确的是(　 　)
A.3px、3py、3pz轨道相互垂直，且能量相等
B.基态原子的核外电子填充在5个轨道中的元素有4种
C.基态K＋的电子占据的最高能层的符号为N
D.基态S原子的电子占据的最高能级轨道形状为哑铃形
【解析】 3p轨道有3px、3py、3pz，轨道相互垂直，且能量相等，A正确；基态原子的核外电子填充在5个轨道中的元素有4种，分别为N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)、Ne(1s22s22p6)，B正确；基态K＋的电子占据的最高能级是3p，故最高能层的符号为M，C错误；基态S原子的电子占据的最高能级是3p，轨道形状为哑铃形，D正确。
C
7.(2025·衢州、丽水、湖州4月质检改编)关于第ⅥA族元素的描述，下列说法不正确的是
(　 　)
A.基态S原子的价层电子轨道表示式为　
B.基态O原子的核外电子运动状态有8种
C.电子排布式为[Ne]3s13p5的S原子，用光谱仪可捕捉到发射光谱
D.第一电离能：Se＞S
【解析】 基态S原子的价层电子排布式为3s23p4，故价层电子轨道表示式为 ，
A正确；基态O原子的核外有8个电子，且8个电子的运动状态各不相同，则电子的运动状态有8种，B正确；电子排布式为[Ne]3s13p5，说明S原子核外有一个电子从3s能级跃迁到了3p能级上，S处于激发态，不稳定，电子从激发态回到基态会释放能量，因此用光谱仪可捕捉到发射光谱，C正确；同主族元素的第一电离能从上到下依次减小，则第一电离能：Se＜S，D错误。
D
8.(1)(2025·绍兴上虞中学模拟)基态Mn原子的简化电子排布式为　 　。同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是　 　(填元素符号)。
(2)(2025·浙江五校联盟联考)基态F原子的核外电子的空间运动状态有　 　种。下列属于氯原子激发态且能量较低的是　 　。
a.1s22s22p63s23p6 b.1s22s22p63s13p6
c.1s22s22p63s23p33d2 d.1s22s22p63s23p3
[Ar]3d54s2
Cr
5
b
9.(2025·嘉兴三模节选)关于第ⅦA族元素原子结构与性质的描述，下列说法正确的有
　 　。
A.基态F原子的电子占据的最高能级的轨道形状是球形
B.电子排布为[Ne]3s13p6的Cl原子电子跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱
C.Br的半径大于Br－的半径
D.I的原子序数为53
【解析】 基态F原子的电子占据的最高能级为2p能级，轨道形状是哑铃形，而不是球形， A 错误；电子排布为[Ne]3s13p6的Cl原子处于激发态，当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放能量，用光谱仪可捕捉到发射光谱， B正确；对于同一种元素来说，其原子半径小于阴离子半径，故Br的半径小于Br－的半径，C错误；I位于第五周期第ⅦA族，原子序数为53，D正确。
BD
10.下列各组原子(1~36号)中，彼此的化学性质一定相似的是(　 　)
选项 a原子 b原子
A. 最外电子层上有2个电子 最外电子层上有2个电子
B. 2p能级上有2个未成对电子 3p能级上有2个未成对电子
C. 电子排布式为1s2 电子排布式为[Ar]4s2
D. 最外电子层(L层)上只有1个空轨道 最外电子层(M层)也只有1个空轨道
【解析】 若a为Be，则为金属元素，b为He，为稀有气体元素，化学性质不同，A错误；a原子的2p能级上有2个未成对电子，可能为C或者O，b原子的3p能级上有2个未成对电子，可能为Si或S，化学性质不一定相似，B错误；a原子的电子排布式为1s2，则为He，为稀有气体元素，b原子的电子排布式为[Ar]4s2，则为Ca，化学性质不相似，C错误；a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道，为C，b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道，为Si，两者为同主族元素，性质相似，D正确。
D
11.(2025·温州三模节选)关于第ⅢA族元素原子结构及性质的描述，下列说法正确的有
　 　。
A.硼的第一电离能比同周期相邻元素的小
B.第三周期元素的简单离子中，Al3＋半径最小
C.基态Al原子核外有7种不同运动状态的电子
D.基态Ga＋的价层电子排布式：3d104s2
【解析】 基态硼原子的价层电子排布式为2s22p1，其第一电离能小于同周期相邻元素Be(2s2)、C(2s22p2)，A正确；同周期主族元素形成的简单离子中，阳离子半径逐渐减小，阴离子半径逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子，第三周期中Al3＋半径最小，B正确；基态Al原子核外有13个电子，各个电子的运动状态均不相同，C错误；基态Ga的价层电子排布式为4s24p1，失去4p轨道的1个电子形成Ga＋，故基态Ga＋的价层电子排布式为4s2，D错误。
AB
12.(2025·浙江县域教研联盟联考)下列关于第ⅥA族元素的描述，下列说法不正确的有
　 　。
A.第ⅥA族元素的基态原子的核外电子占据的最高能级轨道形状不同
B.S2－的半径大于S的半径
C.基态O原子的核外电子空间运动状态有5种
D.基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p4
【解析】 第ⅥA族元素的基态原子的最外层电子排布式均为ns2np4，核外电子占据的最高能级均为np，原子轨道形状都是哑铃形，A错误；S2－的核外电子数比S原子多，电子排斥力大，故S2－的半径大于S的半径，B正确；基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子占据1s、2s、2p轨道，共5个轨道，故核外电子空间运动状态有5种，C正确；Se位于第四周期第ⅥA族，位于过渡元素右侧，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，D错误。
AD
13.(2025·宁波镇海中学模拟节选)含氮化合物在生活中占有重要地位。
(1)CN－可通过配位键与Co3＋形成[Co(CN)6]3－。形成该配合物时，基态Co3＋的价层电子
发生重排提供两个空轨道，则重排后的Co3＋的价电子排布图为 　；CO2的金属配合物也已经制备成功，但为数不多，如[Ni(PH3)2CO2]，已知该配合物的配位数与[Ni(CO)4]的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，一个为0.117 mm，另一个
为0.122 nm。请画出[Ni(PH3)2CO2]的结构示意图： 　。
(2)激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/y=30的离子峰，该峰对应的微粒是　 　(已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。
A.NOCl＋ B.NO＋
C.Cl＋ D.OCl＋
B
14.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 元素原子的核外p电子数比s电子数少1
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　 　。画出A元素基态原子的轨道表示式：
　。
B、Cu
(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：　 　，其核外电子空间运动状态有　种。
(4)元素A、B、C的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，其原因是　 .
　。
(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
　 　。
1s22s22p63s1
6
三种元素的非
金属性依次增强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
C3N4

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