1、物质结构与性质1.原子核外电子排布2017年高考化学总动员（一）A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空:(1)A元素基态原子的最外层有2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Ar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能级为半充满,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;(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=;原子中能量最高的是电子。【解析】(1)A元素基态
2、原子次外层有2个电子,故次外层为K层,A元素有2个电子层。由题意可写出其轨道表示式为 则该元素核外有6个电子,为碳元素,其元素符号为C;另外氧元素同样也符合要求,其轨道表示式为 (2)B-、C+的电子层结构都与Ar相同,即核外都有18个电子,则B为17号元素Cl,C为19号元素K。(3)D元素原子的+3价离子的3d能级为半充满,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2,即为26号元素铁。(4)根据题意要求,写出E元素基态原子的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,则该元素为29号元素Cu。(5)s能级
3、只有1个原子轨道,故最多只能容纳2个电子,即n=2,所以F元素的原子最外层电子排布式为2s22p3,由此可知F元素是N。（二）(1)Cu基态核外电子排布式为_。(2)基态Fe原子有_个未成对电子，Fe3的电子排布式为_。(3)S的基态原子核外有_个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_。(4)Cu的价层电子轨道示意图为_。(5)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。【解析】(1)Cu为29号元素，核外电子排布式为Ar3d104s1，Cu失去4s上面的一个电子，则为Ar3d10；(2)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d
4、64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s、1个3d电子形成Fe3，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；(3)硫基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中最外层的p轨道上有2个未成对电子，硅基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；答案(1)Ar3d10(或1s22s22p63s23p63d10)(2)41s22s22p63s23p63d5(3)21s22s22p63s23p2(5)M94概念理解1.核外电子排布规律(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特规则。(2)能级交错现象:核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高,不同能层的能级之间
5、的能量高低有交错现象,如E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。(3)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24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。2.表示方法(1)电子排布式按电子排入各能级的顺序,依次写出各能级中的电子数,同时注意特例。如Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。(2)简化电子排布式用“稀有气体价层电子”的形式表示电子排布式
6、。如Cu:Ar3d104s1。(3)轨道表示式每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。如第二周期元素基态原子的核外电子排布情况如下:原子结构示意图含义将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子意义能直观地反映核内的质子数、核外电子层数及各电子层上的电子数实例核外电子排布式含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子意义能直观地反映核外电子的电子层、能级和各能级上的电子数实例K:1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1表示方法(1)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。(2)核素符号：如8O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子
7、核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。(3)电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。(4)电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。(5)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。易错提醒1.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:1s22s22
8、p63s23p63d64s2 正确,Fe:1s22s22p63s23p64s23d6 错误。2.原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。在书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) (违反泡利不相容原理)(3) (违反洪特规则)(4) (违反洪特规则)(5)书写轨道表示式(或电子排布图)时，空轨道不能省略。如C的轨道排布图表示为，而不是。2.半充满、全充满状态原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2归纳总结一、原子最外层、次外层
9、及倒数第三层最多容纳电子数的解释1依据构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由公式得出：ns(n2)f(n1)dnp。2解释(1)最外层由ns、np组成，电子数不大于268。(2)次外层由(n1)s、(n1)p、(n1)d组成，所容纳的电子数不大于261018。(3)倒数第三层由(n2)s、(n2)p、(n2)d、(n2)f组成，电子数不大于26101432。二、多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律1相同能层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf。2形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s3能层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。三、各区元素特点包括的元素价电子排布化学性质s区A、Ans12除氢外，都是活泼金属元素p区AA、零族ns2np16随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱，稀有气体元素除外d区BB、族(n1)d19ns12均为金属。由于d轨道都未充满电子(除钯外)，因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区B、B(n1)d10ns12均为金属。d轨道充满电子，因此d轨道一般不再参与化学键的形成f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素的化学性质非常相近，锕系元素的化学性质也非常相近