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第四章　第10讲　
原子结构　核外电子排布规律
1.掌握原子结构中微粒数目的关系。
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。
复习目标
原子核、核素、同位素
考点一
1.原子结构
(1)原子的构成
核素
元素
最外层电子数
(2)微粒符号及其意义
(3)微粒间的数目关系
①质量数(A)= 数(N)+ 数(Z)
②中性粒子(原子、分子等)：核外电子数=质子数=核电荷数
阳离子：核外电子数=质子数-所带电荷数
阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数
质量数
质子数
中子
质子
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
质子数
中
子
质子数
中子数
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素， 性质几乎完全相同， 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)几种重要核素的用途
化学
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
物理
易错辨析
1.核聚变如H+H―→He+n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(　　)
2.所有原子核内一定有中子(　　)
3.质量数就是元素的相对原子质量(　　)
4.质子数相同的微粒一定属于同一种元素(　　)
5.两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同(　　)
6.Cl与Cl得电子能力几乎相同(　　)
7.斜方硫、单斜硫是硫的两种同位素(　　)
×
×
×
×
×
√
×
1.我国首次制备出丰度超过99%的64Ni。64Ni经质子束流轰击可获得具有放射性的医用核素64Cu。下列说法不正确的是
A.Ni属于d区元素
B.64Ni原子核内中子数是36
C.64Ni与64Cu互为同位素
D.64Ni经质子束流轰击获得64Cu的过程不属于化学变化
√
Ni元素价层电子排布式为3d84s2，所以Ni属于d区元素，A正确；
质子数+中子数=质量数，64Ni的原子序数为28，质量数为64，故64Ni原子核内中子数为64-28=36，B正确；
同位素的定义是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称，而64Ni与64Cu不是同一元素，所以不互为同位素，C不正确；
化学变化的最小粒子是原子，而64Ni经质子束流轰击获得64Cu是在原子核层面上发生的变化，不属于化学变化，D正确。
2.我国科学家成功合成出新核素251Lr，熔合反应为Ti+2n+Tl―→
Lr+He。下列叙述正确的是
A.251Lr和253Lr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.251Lr核内中子数和质子数之差为47
√
铹(Lr)的两种核素质子数相等、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；
251Lr的中子数为251-103=148，中子数与质子数之差为148-103=45，D项错误。
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核外电子运动状态与排布原理
考点二
1.核外电子运动状态
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空间运动状态称为一个原子轨道。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。
能层(n) 一 二 三 四 能层符号 ___ ___ ___ ___ 能级符号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
各能级原子轨道数 __ __ __ __ __ __ __ __ __ __
各能层原子轨道数 __ __ __ ____ 最多容纳电子数 __ __ ___ ____ K
L
M
N
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
1
4
9
16
2
8
18
32
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈 形、p电子云轮廓图呈 形，p电子云有 种伸展方向。
(3)预测第五能层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
球
哑铃
3
答案　25，50
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。
①1s、2s、2p、3s、3p、3d　②2s、2px、2py、2pz
答案　①1s<2s<2p<3s<3p<3d
②2s<2px=2py=2pz
2.基态与激发态　原子光谱
(1)基态原子：处于 的原子。
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
最低能量状态
跃迁
吸收
释放
吸收
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。
发射
3.基态原子核外电子排布原则
(1)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，它们的自旋
。
(2)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
(3)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的 。
2
相反
能量最低
能量最低
4.构造原理——基态原子电子填入能级的顺序
5.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
价层电子排布式 3s23p4
价层电子轨道表示式(电子排布图)
特别提醒　洪特规则的特例
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能写为1s22s22p63s23p63d44s2，正确的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1。
易错辨析
1.2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(　　)
2.基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)(　　)
3.霓虹灯发光是由于电子从激发态跃迁到较低能量的激发态或基态产生的(　　)
4.电子云图中小黑点密的地方，核外空间电子数目多(　　)
5.基态铁原子的简化电子排布式为[Ar]4s2(　　)
×
×
√
×
×
易错辨析
6.基态硼原子最高能级的电子云轮廓图： (　　)
7.基态碘原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃状(　　)
8.基态Fe2+价层电子轨道表示式为
(　　)
9.基态锗原子(32Ge)电子排布式为4s24p2(2022·江苏，5C)(　　)
×
√
×
×
一、基态原子、离子的电子排布式、轨道表示式书写
1.按要求书写电子排布式或轨道表示式。
(1)基态铜原子的电子排布式为　　　 　。
(2)基态Cr3+的核外电子排布式为　　　 　。
(3)基态Mn2+的核外电子排布式为　　 　　。
(4)基态钒(V)原子的价层电子轨道表示式为　　 　　。
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(5)基态镓(Ga)原子的核外电子排布式为_________________________
　　　　　　 　。
(6)基态Ni2+的价层电子轨道表示式为　　 　　　　　。
1s22s22p63s23p63d104s24p1
(或[Ar]3d104s24p1)
二、基态原子核外电子的运动状态、未成对电子数目的判断
2.(1)基态Ti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。
3d24s2
12
22
基态Ti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。
(2)基态Si原子价层电子的运动状态有　 种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23，则违背了　　　 　。
4
洪特规则
归纳总结
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。
3.(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。
1
4d25s2
3
Ti位于第四周期，Ti的基态原子价层电子排布式为3d24s2，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。
(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　　。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为　　　。
4
3∶1
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。
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精练真题
练真题 明考向
1.(2025·江苏，2)科学家通过核反应n+Li―→H+He发现氚(H)。下列说法正确的是
A.n表示一个质子
B.Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2
C.H与H互为同位素
D.He的原子结构示意图为
√
n表示一个中子，A错误；
Li为3号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s1，B错误；
H与H质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，C正确；
He的原子核外电子数为2，原子结构示意图为 ，D错误。
2.[2025·浙江1月选考，17(1)]关于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
AD
基态P原子价层电子排布式为3s23p3，根据洪特规则，3p轨道上的3个电子自旋方向相同，故A正确；
基态As原子价层电子排布式为4s24p3，As3+的价层电子排布式为4s2，最外层电子数为2，故B错误；
P3+比P5+多一个能层，所以P3+的半径大于P5+的半径，故C错误；
基态P原子的电子排布式为[Ne]3s23p3，电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态，故D正确。
3.完成填空。
(1)[2025·湖北，16(1)]基态氟离子的电子排布式为　　　 　。
(2)[2025·广东，19(1)]钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。基态Ti原子的价层电子排布式为　　　。
(3)[2025·北京，15(1)]通过MgCl2和Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：
1s22s22p6
3d24s2
答案　
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精练高频考点 提升关键能力
课时精练
1.(2025·南京考前指导)中国“人造太阳”核聚变实验装置的主要原料是H和H，它们互为
A.同位素 B.同素异形体
C.同分异构体 D.同系物
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A项，H和H是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子，互为同位素，正确。
2.(2025·南京、盐城一模)张青莲教授精确测得铟(In，原子序数为49)的相对原子质量为114.818±0.003，该值被采用为国际标准数据。下列铟元素的一种核素表示正确的是
A.In B.In
C.In D.In
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
3.(教材改编)下列说法正确的是
A.对于同一原子，2 s电子的电子云半径比1 s电子的大
B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.p能级能量一定比s能级的能量高
D.2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量不相等
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
无论是哪个能层上的p能级，都有3个原子轨道，故B错误；
s能级的能量不一定小于p能级的能量，如4s>3p，故C错误；
同一能层p能级上原子轨道能量相等，并且相互垂直，故D错误。
4.(2024·上海，2)下列关于18F与19F说法正确的是
A.是同种核素 B.是同素异形体
C.19F比18F多一个电子 D.19F比18F多一个中子
√
18F与19F质子数相同、中子数不同，因此两者不是同种核素，A错误；
同素异形体指的是同种元素形成的不同单质，18F与19F不是单质，因此两者不是同素异形体，B错误；
18F与19F互为同位素，同位素之间质子数和电子数均相同，19F比18F多一个中子，C错误、D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
5.(教材改编)下列说法正确的是
A.3p2表示3p能级有两个轨道
B.2p和3p轨道形状均为哑铃形
C.基态硫原子的价层电子轨道表示式为
D.B原子由1s22s22―→1s22s22时，由基态转化为激发态，形成发射
光谱
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
6.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.发射光谱，物理变化
B.发射光谱，化学变化
C.吸收光谱，物理变化
D.吸收光谱，化学变化
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，是由于处于激发态的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，会以光的形式释放能量，故为发射光谱，该过程没有新物质生成，属于物理变化，A正确。
A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B.激发态H原子的轨道表示式：
C.由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D.由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
7.如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
由于电子云图难以绘制，所以通常把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，常叫做原子轨道图，故A错误；
K能层只有s能级没有p能级，故B错误；
s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；
p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A.
B.
C.
D.
8.氮的化合物种类繁多、应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
遵循能量最低原则、洪特规则、泡利原理，故A符合题意；
中1s轨道未填充满，处于激发态，故B不合题意；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
中2s轨道未填充满，处于激发态，故C不合题意；
中1s和2s轨道均未填充满，处于激发态，故D不合题意。
9.按要求规范书写。
(1)(2025·江阴一中月考)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，写出基态时Co的价层电子排布式：　　　。
(2)(2025·扬州考前指导)基态Fe3+的核外电子排布式为　　　　　　　　。
(3)(2025·徐州期中)Cu+基态的核外电子排布式：　　　　。
(4)[2024·新课标卷，29(1)节选]Ni基态原子价层电子的轨道表示式为
　　　　 　　　。
3d74s2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
1s22s22p63s23p63d5
[Ar]3d10
返回　　　　　大单元二
　　　　　　　　　　　　　　第四章　原子结构与性质元素
　　　　周期律
第10讲　原子结构　核外电子排布规律
[复习目标]　1.掌握原子结构中微粒数目的关系。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　原子核、核素、同位素
1.原子结构
(1)原子的构成
(2)微粒符号及其意义
(3)微粒间的数目关系
①质量数(A)=中子数(N)+质子数(Z)
②中性粒子(原子、分子等)：核外电子数=质子数=核电荷数
阳离子：核外电子数=质子数-所带电荷数
阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素，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)几种重要核素的用途
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
1.核聚变如H+H―→He+n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(　　)
2.所有原子核内一定有中子(　　)
3.质量数就是元素的相对原子质量(　　)
4.质子数相同的微粒一定属于同一种元素(　　)
5.两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同(　　)
6.Cl与Cl得电子能力几乎相同(　　)
7.斜方硫、单斜硫是硫的两种同位素(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.√　7.×
1.我国首次制备出丰度超过99%的64Ni。64Ni经质子束流轰击可获得具有放射性的医用核素64Cu。下列说法不正确的是(　　)
A.Ni属于d区元素
B.64Ni原子核内中子数是36
C.64Ni与64Cu互为同位素
D.64Ni经质子束流轰击获得64Cu的过程不属于化学变化
答案　C
解析　Ni元素价层电子排布式为3d84s2，所以Ni属于d区元素，A正确；质子数+中子数=质量数，64Ni的原子序数为28，质量数为64，故64Ni原子核内中子数为64-28=36，B正确；同位素的定义是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称，而64Ni与64Cu不是同一元素，所以不互为同位素，C不正确；化学变化的最小粒子是原子，而64Ni经质子束流轰击获得64Cu是在原子核层面上发生的变化，不属于化学变化，D正确。
2.我国科学家成功合成出新核素251Lr，熔合反应为Ti+2n+Tl―→Lr+He。下列叙述正确的是(　　)
A.251Lr和253Lr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.251Lr核内中子数和质子数之差为47
答案　C
解析　铹(Lr)的两种核素质子数相等、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；251Lr的中子数为251-103=148，中子数与质子数之差为148-103=45，D项错误。
考点二　核外电子运动状态与排布原理
1.核外电子运动状态
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空间运动状态称为一个原子轨道。
回答下列问题：
(1)填写下表，熟悉原子核外能层、能级、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
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈球形、p电子云轮廓图呈哑铃形，p电子云有3种伸展方向。
(3)预测第五能层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？
答案　25，50
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。
①1s、2s、2p、3s、3p、3d　②2s、2px、2py、2pz
答案　①1s<2s<2p<3s<3p<3d　②2s<2px=2py=2pz
2.基态与激发态　原子光谱
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，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吸收或释放不同的光，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。
3.基态原子核外电子排布原则
(1)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。
(2)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
(3)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
4.构造原理——基态原子电子填入能级的顺序
5.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
价层电子排布式 3s23p4
价层电子轨道表示式(电子排布图)
特别提醒　洪特规则的特例
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能写为1s22s22p63s23p63d44s2，正确的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1。
1.2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(　　)
2.基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)3.霓虹灯发光是由于电子从激发态跃迁到较低能量的激发态或基态产生的(　　)
4.电子云图中小黑点密的地方，核外空间电子数目多(　　)
5.基态铁原子的简化电子排布式为[Ar]4s2(　　)
6.基态硼原子最高能级的电子云轮廓图：(　　)
7.基态碘原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃状(　　)
8.基态Fe2+价层电子轨道表示式为(　　)
9.基态锗原子(32Ge)电子排布式为4s24p2(2022·江苏，5C)(　　)
答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.×　7.√　8.×　9.×
一、基态原子、离子的电子排布式、轨道表示式书写
1.按要求书写电子排布式或轨道表示式。
(1)基态铜原子的电子排布式为　　　　。
(2)基态Cr3+的核外电子排布式为　　　　。
(3)基态Mn2+的核外电子排布式为　　　　。
(4)基态钒(V)原子的价层电子轨道表示式为　　　　。
(5)基态镓(Ga)原子的核外电子排布式为　　　　　　　。
(6)基态Ni2+的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(4)
(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(6)
二、基态原子核外电子的运动状态、未成对电子数目的判断
2.(1)基态Ti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。
(2)基态Si原子价层电子的运动状态有　　　种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23，则违背了　　　　。
答案　(1)3d24s2　12　22　(2)4　洪特规则
解析　(1)基态Ti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。
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。
3.(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)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为　　　　。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为　　　　。
答案　(1)1　4d25s2　3　(2)4　(3)3∶1
解析　(1)Ti位于第四周期，Ti的基态原子价层电子排布式为3d24s2，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.(2025·江苏，2)科学家通过核反应n+Li―→H+He发现氚H)。下列说法正确的是(　　)
A.n表示一个质子
B.Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2
C.H与H互为同位素
D.He的原子结构示意图为
答案　C
解析　n表示一个中子，A错误；Li为3号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s1，B错误；H与H质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，C正确；He的原子核外电子数为2，原子结构示意图为，D错误。
2.[2025·浙江1月选考，17(1)]关于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
答案　AD
解析　基态P原子价层电子排布式为3s23p3，根据洪特规则，3p轨道上的3个电子自旋方向相同，故A正确；基态As原子价层电子排布式为4s24p3，As3+的价层电子排布式为4s2，最外层电子数为2，故B错误；P3+比P5+多一个能层，所以P3+的半径大于P5+的半径，故C错误；基态P原子的电子排布式为[Ne]3s23p3，电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态，故D正确。
3.完成填空。
(1)[2025·湖北，16(1)]基态氟离子的电子排布式为　　　　。
(2)[2025·广东，19(1)]钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。基态Ti原子的价层电子排布式为　　　　。
(3)[2025·北京，15(1)]通过MgCl2和Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：
答案　(1)1s22s22p6　(2)3d24s2　(3)
课时精练
[分值：50分]
(1~8题，每小题5分)
1.(2025·南京考前指导)中国“人造太阳”核聚变实验装置的主要原料是H和H，它们互为(　　)
A.同位素 B.同素异形体
C.同分异构体 D.同系物
答案　A
解析　A项，H和H是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子，互为同位素，正确。
2.(2025·南京、盐城一模)张青莲教授精确测得铟(In，原子序数为49)的相对原子质量为114.818±0.003，该值被采用为国际标准数据。下列铟元素的一种核素表示正确的是(　　)
A.In B.In
C.In D.In
答案　A
3.(教材改编)下列说法正确的是(　　)
A.对于同一原子，2 s电子的电子云半径比1 s电子的大
B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.p能级能量一定比s能级的能量高
D.2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量不相等
答案　A
解析　无论是哪个能层上的p能级，都有3个原子轨道，故B错误；s能级的能量不一定小于p能级的能量，如4s>3p，故C错误；同一能层p能级上原子轨道能量相等，并且相互垂直，故D错误。
4.(2024·上海，2)下列关于18F与19F说法正确的是(　　)
A.是同种核素
B.是同素异形体
C.19F比18F多一个电子
D.19F比18F多一个中子
答案　D
解析　18F与19F质子数相同、中子数不同，因此两者不是同种核素，A错误；同素异形体指的是同种元素形成的不同单质，18F与19F不是单质，因此两者不是同素异形体，B错误；18F与19F互为同位素，同位素之间质子数和电子数均相同，19F比18F多一个中子，C错误、D正确。
5.(教材改编)下列说法正确的是(　　)
A.3p2表示3p能级有两个轨道
B.2p和3p轨道形状均为哑铃形
C.基态硫原子的价层电子轨道表示式为
D.B原子由1s22s22―→1s22s22时，由基态转化为激发态，形成发射光谱
答案　B
6.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.发射光谱，物理变化
B.发射光谱，化学变化
C.吸收光谱，物理变化
D.吸收光谱，化学变化
答案　A
解析　氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，是由于处于激发态的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，会以光的形式释放能量，故为发射光谱，该过程没有新物质生成，属于物理变化，A正确。
7.如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　)
A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B.激发态H原子的轨道表示式：
C.由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D.由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
答案　D
解析　由于电子云图难以绘制，所以通常把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，常叫做原子轨道图，故A错误；K能层只有s能级没有p能级，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。
8.氮的化合物种类繁多、应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是(　　)
A.
B.
C.
D.
答案　A
解析　遵循能量最低原则、洪特规则、泡利原理，故A符合题意；
中1s轨道未填充满，处于激发态，故B不合题意；
中2s轨道未填充满，处于激发态，故C不合题意；
中1s和2s轨道均未填充满，处于激发态，故D不合题意。
9.(10分)按要求规范书写。
(1)(2025·江阴一中月考)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，写出基态时Co的价层电子排布式：　　　　。
(2)(2025·扬州考前指导)基态Fe3+的核外电子排布式为　　　　　　　　。
(3)(2025·徐州期中)Cu+基态的核外电子排布式：　　　　。
(4)[2024·新课标卷，29(1)节选]Ni基态原子价层电子的轨道表示式为　　　　　　　。
答案　(1)3d74s2　(2)1s22s22p63s23p63d5　(3)[Ar]3d10　(4)

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