1、原子核外电子排布式【错题纠正】例题1、（1）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_。（2）钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，基态Ti原子的核外电子排布式为_。（3）以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵（(NH4)3Fe(C6H5O7)2）。Fe基态核外电子排布式为_；（4）钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，基态铜原子的价电子排布式为_。（5）基态Sn原子价层电子的空间运动状态有_种，基态氧
2、原子的价层电子排布式不能表示为，因为这违背了_原理（规则）。【解析】(1)基态铁原子的价电子排布式为，失去外层电子转化为Fe2+和Fe3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为和，根据Hund规则可知，基态Fe2+有4个未成对电子，基态Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4:5；(2)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2；（3）Fe核外有26个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2； （4）基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布
3、式为3d104s1；（5）Sn元素与C元素为同主族元素，位于第五周期，所以其价层电子为5s25p2，5s能级的s轨道为一种空间运动状态，5p能级占据两个p轨道有两种空间运动状态，共有3种空间运动状态；根据洪特规则，同一能级电子要优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，所以该排布式违反了洪特规则。【答案】（1）4:5（2）1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2（3）1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2（4）3d104s1（5）3；洪特例题2、(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。ANe BNeCNe DNe(2) Fe
4、成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3价层电子排布式为_。(3) Cu2基态核外电子排布式为_。(4) Mn位于元素周期表中第四周期_族，基态Mn原子核外未成对电子有_个。（5）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。 【解析】(1)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，A中电离最外层一个电子所需能量最大。(2)Fe的价电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2
5、个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3的价层电子排布式为4f5。(3)Cu的原子序数为29，Cu基态核外电子排布式为Ar3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，因此Cu2基态核外电子排布式为Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9。(4)Mn为25号元素，在第四周期B族；其原子核外有25个电子，核外电子排布为Ar3d54s2，基态Mn原子核外未成对电子数为其3d能级上的5个电子，即未成对电子数是5。(5)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。【答案】(1)A(2)4s4f5(3
6、)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(4)B；5（5）D【知识清单】1原子核外电子排布规律(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。构造原理即基态原子核外电子进入原子轨道的顺序，示意图如下，从图中可以看出，构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，能量大小规律是ns(n2)f(n1)d”、“；SiO2是原子晶体，融化时需要克服共价键，CO2是分子晶体，融化时只需要克服分子间作用力，所以SiO2的熔沸点比CO2的熔沸点高（3）CO2+Na2SiO3+H2OH2SiO3+Na2CO3 【解析】（1）氯元素的原子序数为1
7、7，氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，由同一能级的电子能量相同可知，氯原子核外有5种不同能量的电子；硅元素的原子序数为14，硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，个答案为：5；1s22s22p63s23p2；（2）二氧化硅是原子晶体，融化时需要克服共价键，二氧化碳是分子晶体，融化时只需要克服分子间作用力，共价键强于分子间作用力，则二氧化硅的熔沸点比二氧化碳的熔沸点高，故答案为：；SiO2是原子晶体，融化时需要克服共价键，CO2是分子晶体，融化时只需要克服分子间作用力，所以SiO2的熔沸点比CO2的熔沸点高；（3）碳元素的非金属性强于硅元素，元素的非金属性
8、越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则碳酸的酸性强于硅酸，由强酸制弱酸的原理可知，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，反应的化学方程式为CO2+Na2SiO3+H2OH2SiO3+Na2CO3，故答案为：CO2+Na2SiO3+H2OH2SiO3+Na2CO3。5.（1）三；A；1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5；Cl；HClO4（2）四；IIA；1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2；Ca；Ca(OH)2 【解析】甲元素原子的核电荷数为17，则甲是Cl元素；乙元素的正二价离子跟氩原子的电子层结构相同，乙的+2价离子核外电子总数为18，则乙的核电荷数为20
9、，是Ca元素。 (1)甲元素原子的核电荷数为17，所以甲是Cl元素，Cl元素在元素周期表中位于第三周期第A族，其电子排布式是Ne3s23p5、元素符号是Cl，Cl的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，其化学式为HClO4；(2)乙元素的正二价离子跟氩原子的电子层结构相同，乙的+2价离子核外电子总数为18，则乙的核电荷数为20，是Ca元素，Ca元素在元素周期表中位于第四周期第IIA族，其电子排布式是1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2，元素符号是Ca，Ca的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钙，化学式为Ca(OH)2。6.（1）氖；硅；镁；氯（2）1s22s22p6；1s22s22p63
10、s23p6 【解析】A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有两个电子层，最外层已达到饱和,为氖元素。B位于A元素的下一周期，最外层的电子数是A最外层电子数的1/2，为硅元素。C的离子带有两个单位正电荷，它的核外电子排布与A元素原子相同，为镁元素。D与C属同一周期，D原子最外层电子数比A的最外层电子数少1，为氯元素。（1）根据以上分析可知，A为氖，B为硅，C为镁，D为氯。（2）镁离子电子排布式为1s22s22p6，氯离子电子排布为1s22s22p63s23p6。7.（1）O；Al；S（2） 【解析】A、B、C、D都是短周期元素，其原子序数依次增大。A的族系数等于周期数的3倍，A为第二周期A的
11、氧元素，A为O元素；B元素原子的最外层只有1个电子，该元素阳离子与Ne核外电子排布相同，Ne为10号元素，B为11号Na元素；C元素原子的外围电子排布为ns2np1，n=3，C为Al元素；D与A同族，D为S。（1）由分析A、C、D的元素符号：A为O，C为Al，D为S。故答案为：O；Al；S；（2）B为Na，核外有11个电子，B元素原子的电子排布图为。故答案为：。8.（1）N（2）Cl；K（3）Fe；1s22s22p63s23p63d64s2（4）Cu；1s22s22p63s23p63d104s1 【解析】（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，根据构造原理可知，该元素为
12、N元素，故答案为：N；（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，由于氩原子是18电子的，所以B为Cl，C为K，故答案为：Cl；K；（3）D元素的正三价离子的3d原子轨道为半充满，根据构造原理可知，D为Fe元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为：Fe；1s22s22p63s23p63d64s2；（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，根据构造原理，E为Cu元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：Cu；1s22s22p63s23p63d104s1。11
13、.（1）第4周期族；4；1s22s22p63s23p63d5（2）M；9；13；5（3）电子云；2【解析】 (1)铁为26号元素，位于元素周期表的第4周期族；基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，有4个未成对电子；铁原子失去4s两个电子和3d一个电子形成铁离子，所以铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；(2)原子中，离原子核越远的电子层其能量越高，所以Si原子中M电子层能量最高；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道，所以一共有9个轨道；铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种，有1s、2s、2p、3s、3
14、p共5个能级；(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述；基态14C原子的核外电子排布为1s22s22p2，1s、2s为成对电子，自旋方向相反，2p能级为单电子，自旋方向相同，核外存在2对自旋相反的电子。12.（1）、（2）（3） 【解析】 (1)碳、氧、硅、铝四种元素分别位于第2、2、3、3周期，第3周期元素的原子的基态原子中3p能级上才有可能存在电子，铝的电子排布式为，硅的电子排布式为，故、的3p能级上存在电子；(2)铜的基态电子排布式为，失去最外层4s上第一个电子和次外层3d上的一个电子后形成二价铜离子，其基态电子排布式为；(3)铅的核电荷数为82，位于周期表第6周期第A族，为p区元素，最外层有4个电子，故铅原子的价电子排布式为。
