1、第2课时原子核外电子的排布核心素养发展目标1.从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明136号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的学科核心素养。一、核外电子的排布原理1能量最低原理(1)能量最低原理原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序：电子所排的轨道顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4
2、s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s，这是从实验得到的规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。由上图可知，各轨道的能量高低顺序，可由下列公式得出：ns(n2)f(n1)dE(4f)E(4s)E(3d)BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s)CE(4s)E(3s)E(2s)E(4s)E(4f)E(3d)答案B解析原子核外电子排布的轨道能量顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p可选出答案。例2(2018三亚高二检测)电子在一个原子的下列原子轨道中排布时，最后一个排布的是()Ans BnpC(n1)d D(n2)f答案B解析根据原子中原子
3、轨道的能量高低顺序：ns(n2)f(n1)dE4s，且题图中3d轨道电子排布不符合洪特规则，错误；B项，根据构造原理知，E3dE4s，且题图中1s、2s、3s、4s轨道的电子排布不符合泡利不相容原理，错误；C项，3d5电子排布不符合洪特规则，错误。6.某元素原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子排布可能是()A.4s1 B4s24p1C.4s24p3 D3s23p63d5答案A解析最外层电子排布为4s24p1的元素为Ga,3d轨道上有10个电子，B错误；最外层电子排布为4s24p3的元素为As,3d轨道上有10个电子，C错误；4s轨道能量小于3d，某元素原子3d轨道上有5个电子，则4s轨
4、道上肯定有电子，D错误。题组二原子核外电子排布表示方法的正误判断7.下列各离子的电子排布式错误的是()A.Na1s22s22p6 BF1s22s22p6C.N31s22s22p6 DO21s22s22p6答案C解析本题的关键是判断所给的电子数与元素符号是否相符。Na、F、O2都含有10个电子，A、B、D均正确；N3含有4个电子，故C项错误。8.某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，其基态原子在L层分布中正确的是()A.B.C. D.答案D解析A项中2s轨道上应有两个电子；B项2p轨道上的两个电子的自旋状态应相同；C项违反洪特规则，电子应尽可能占据不同轨道。9.(2019太原五中期末)下
5、列电子排布式表示的是基态原子核外电子排布的是()A.1s22s22p63s13p3B.1s22s22p63s23p63d104s14p1C.1s22s22p63s23p63d24s2D.1s22s22p63s23p63d104s14p2答案C解析A项，Si原子的核外电子数为14，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，错误；B项，Zn原子的核外电子数为30，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，错误；C项，Ti原子的核外电子数为22，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，正确；D项，Ga原子的核外电子数为
6、31，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，错误。10.下列离子中外层d轨道处于半充满状态的是()A.Cr3 BCu CCo3 DFe3答案D解析Cr3的外围电子排布式为3d3，d轨道不是半充满状态，故A错误；Cu的外围电子排布式为3d10，d轨道处于全充满状态，故B错误；Co3的外围电子排布式为3d6，d轨道不是半充满状态，故C错误；Fe3的外围电子排布式为3d5，d轨道处于半充满状态，故D正确。题组三利用核外电子的排布推断元素11.某主族元素的原子，M层上有一个半充满的原子轨道，这种原子的质子数()A.只能是7 B只能是15C.是11或15 D是1
7、1或13答案C解析主族元素的M电子层中d轨道上的电子为全充满或全空状态，故满足题中条件的M电子层中的电子排布为3s1或3s23p3，原子核外电子总数分别为11或15，故C项正确。12.下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是()A.3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外层电子数是核外电子总数的的原子和外围电子排布为4s24p5的原子D.2p轨道有一个未成对电子的基态原子和外围电子排布为2s22p5的原子答案B解析3p轨道有一个空轨道，说
8、明3p上有2个电子，外围电子排布为3s23p2，两微粒相同，A选项不符合题意；M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即：3s23p63d10，是锌元素，外围电子排布为3d64s2的元素是铁元素，B选项符合题意；外围电子排布为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10不可能，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种
9、元素的原子，C选项不符合题意；2p轨道有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，D项不符合题意。13.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。铝原子核外电子云有_种不同的伸展方向，有_种不同运动状态的电子。(2)基态铁原子有_个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为_。(3)29Cu的外围电子排布式为_。答案(1)413(2)41s22s22p63s23p63d5(3)3d10解析(1)Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，原子中存在s、p两种形状的电子云，s电子云呈球形，有1种伸展方向，而p电子云呈纺锤形，有3
10、种伸展方向，则铝原子核外电子云共有4种不同的伸展方向。由于每个核外电子的运动状态都不完全相同，所以铝原子核外共有13种不同运动状态的电子。(2)26号元素Fe的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe原子上有4个未成对的电子，当Fe原子失去2个4s电子和1个3d电子，就得到了Fe3，因此Fe3的电子排布式是1s22s22p63s23p63d5。(3)29号元素Cu的简化电子排布式为Ar3d104s1，原子失去电子时首先失去最外层电子，即Cu的简化电子排布式为Ar3d10，则其外围电子排布式为3d10。14.某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子
11、a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：(1)a的M层比N层多_个电子；b的L层比M层少_个电子。a的稳定性_(填“大于”或“小于”)b的稳定性。(2)写出A的电子排布式：_。a的最外层电子轨道表示式为_。答案(1)136大于(2)1s22s22p63s23p63d64s2 解析本题考查的是由原子核外电子排布推断元素名称。由于第一、二层电子排布不出现轨道交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第三层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子为Fe3和Fe2，阳离
12、子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。15.A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(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，其外围电子的轨道表示式为_。(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元素的原子结构示意图为_，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
13、_，其基态原子的电子排布式为_。答案(1)(2)K(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)解析本题考查由电子排布推断元素符号，解决这类题一般先推出电子排布式，求出核电荷数。(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可写成：。(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元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。