1、第3课时原子核外电子排布规则核心素养发展目标宏观辨识与微观探析：能从原子的微观层面理解原子的组成、结构等，能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法，并能根据电子排布式(图)、结构示意图等推导出对应的原子或离子。一、基态原子核外电子的排布原则1能量最低原理原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里。能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于136号元素来说，应重点掌握和记忆“1s2s2p3s3p4s3d4p”这一顺序)。2泡利原理在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，用方向相反的箭头“”表示。3洪特规则(1)内容：当电
2、子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。(2)特例在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。相对稳定的状态如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。例1(2018福建季延中学高二期中)若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了()A能量守恒原理 B泡利原理C能量最低原理 D洪特规则【考点】核外电子排布原则【题点】洪特规则及其应用答案D解析洪特规则：当电子排布在同一能级的不
3、同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。例2某原子的最外层电子排布式为3s23p2，下列对其核外电子运动的说法错误的是()A有4种不同的伸展方向B有5种不同能量的电子C有5种不同的运动范围D有14种不同运动状态的电子【考点】核外电子的排布原则【题点】泡利原理及其应用答案C解析由题给信息知，该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，共有14个电子，为硅原子，共有2种轨道，s轨道为球形，只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则共有4种不同的伸展方向，A正确；电子排布式为1s22s22p63s23p2，有5种不同能量的电子，B正确；电子排布式为1s22s
4、22p63s23p2，则核外有3个电子层，有3种不同的运动范围，C错误；硅原子核外有14个电子，故有14种不同运动状态的电子，D正确。方法规律描述多电子原子中电子的运动状态时，应该从能层、能级、原子轨道、自旋方向四个方面来描述，处于同一能层、同一能级、同一原子轨道上的两个电子的自旋方向不同，故原子中电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的，如氟原子的电子排布可表示为1s22s22p2p2p，由于各原子轨道中的电子自旋方向相反，所以9个电子的运动状态互不相同。二、原子核外电子排布的表示方法1电子排布式(1)基态原子的电子排布式如16S：1s22s22p63s23p4；26Fe：1s22s22
5、p63s23p63d64s2。(2)简化的电子排布式：上述两原子的电子排布式可进行简化如下：Ne3s23p4；Ar3d64s2。(3)价(外围)电子排布式：上述两原子的价电子排布式为：3s23p4；3d64s2。2电子排布图(1)概念：将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子分布的式子。(2)表示方法：以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字的意义为注意：在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：或写成Ne。3原子结构示意图原子结构示意(简)图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层(电子层)，弧线内数字表示该能层(电子层)中的电子数。如：K：；Cl：。 原子核外电子排
6、布的表示方法(1)电子排布式和电子排布图反映的是基态原子即处于最低能量状态的原子的电子排布情况，它们相互关联，可以非常方便地相互转换。(2)主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子。过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子。(3)简单离子是原子得失一定数目电子后的产物。在表达阴、阳离子的核外电子排布状况时，务必注意离子与原子之间的电子数目关系。(4)电子式、原子结构示意图、电子排布式、价电子排布式、电子排布图均能反映原子结构，其中电子排布图不仅能表示出原子的核外电子排布的能层和能级，还能表示出这些电子的自旋状态，对电子运动状态的描述最为详尽。例
7、3(2018正泵中学高二期中)下列电子排布图所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是()【考点】原子核外电子排布的表示方法【题点】电子排布图的书写与判断答案C解析本题考查的是核外电子排布的基本原理。要使各原子能量处于最低状态(即基态)，核外电子必须遵循三大原理进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p轨道上，显然能量不是最低的；B项中2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低；C项中2p3为半充满状态，能量最低；D项中2p轨道未排满就排3s轨道，能量不是最低的。例4(2018深州中学期中)下列关于钠元素的几种表达式错误的是()ANa的电子排布图：
8、BNa的结构示意图：CNa的电子排布式：1s22s22p63s1DNa的简化电子排布式：Na3s1【考点】原子核外电子的排布表示方法【题点】核外电子的排布表示方法的综合答案D解析Na的简化电子排布式为Ne3s1。即上一周期的稀有气体(元素符号)该原子的价电子排布。易错警示书写基态原子的电子排布图时，要兼顾三条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误：违反泡利原理：；违反洪特规则：或。1正误判断(1)在一个基态多电子原子中可以有两个运动状态相同的电子()(2)处于激发态的原子都能遵守能量最低原理、泡利原理和洪特规则()(3)2p违背了洪特规则()(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23
9、p10违反了泡利原理()(5)电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理()(6)3d6的电子排布图为()2以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是()A.He B. C1s2 D. 【考点】原子核外电子排布的表示方法【题点】核外电子排布表示方法的综合答案D解析A项只能表示最外层电子数；B项只表示核外的电子分层排布情况；C项具体到各能层的电子数；而D项包含了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。3(2019银川高二调研)下列原子的价层电子排布图正确的是()【考点】原子核外电子排布的表示方法【题点】电子排布图的书写与判断答案C解
10、析A的2p轨道应各排布一个电子且自旋状态相同，B的2s轨道中两个电子的自旋状态应相反，D的2s轨道中应排满两个电子后再排2p轨道。4下列表示方法错误的是()A硫离子的电子式为BBr原子的简化电子排布式为Ar3d104s14p6CN原子的电子排布图为DCu原子的结构示意图为【考点】原子核外电子排布的表示方法【题点】核外电子排布表示方法的综合答案B解析Br是35号元素，位于第四周期A族，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，其简化电子排布式为Ar3d104s24p5。5(2018盐城中学高二期末)下列原子中未成对电子数最多的是()AC BOCN DCl【考点】原
11、子核外电子排布的表示方法【题点】未成对电子数目的判断与比较答案C解析A项，C的核外电子排布式为1s22s22p2，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；B项，O的核外电子排布式为1s22s22p4，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；C项，N的核外电子排布式为1s22s22p3，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为3；D项，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为1。6根据25Mn原子核外电子排布情况，回答下列问题。(1)价层电子排布图：_。(2)在锰原子的核外电子中，有_种运动状态不同的电子；共有_对成对电子；有_个未成
12、对电子；最高化合价为_价。【考点】原子核外电子排布的表示方法【题点】原子核外电子排布方法的综合答案(1) (2)251057题组一核外电子排布规则的理解与应用1“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的两倍”，支撑这一结论的理论是()A构造原理 B泡利原理C洪特规则 D能量最低原理【考点】核外电子的排布原则【题点】泡利原理及其应用答案B解析根据泡利原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋状态相反的电子，所以每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B符合题意。2以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况，违反洪特规则的是()A BC D【考点】核外电子的排布原则
13、【题点】洪特规则及其应用答案C解析符合洪特规则、泡利原理；图示不同轨道的单电子自旋状态不同，违反了洪特规则；同一个原子轨道中不应有自旋状态相同的电子，违反了泡利原理；基态原子的电子在能量相同的轨道上排布时，总是优先单独占据一个轨道，并且自旋状态相同，图示电子排布图违反了洪特规则；符合洪特规则、泡利原理；图示不同轨道的单电子自旋状态不同，违反了洪特规则。3(2019大连高二月考)下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是()A11Na：1s22s22p7B47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2C20Ca：1s22s22p63s23p63d2D35Br：Ar3d
14、104s24p5【考点】核外电子的排布原则【题点】核外电子排布原则的综合应用答案D解析A项中的“2p7”违背了泡利原理，p能级有3个轨道，最多填充6个电子，正确的电子排布式为1s22s22p63s1。B项中的“4d95s2”违背了洪特规则特例，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1。C项中的“3d2”违背了能量最低原理，根据构造原理，3d能级的能量大于4s能级；3p能级排满之后应该先排4s能级，故20Ca的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。4已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的电子排布图，其中最能准确表示
15、基态锰原子核外电子运动状态的是()【考点】核外电子的排布原则【题点】核外电子排布原则的综合应用答案D解析A项，根据构造原理可知，E3dE4s，且题图中3d能级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能级的电子排布不符合泡利原理，错误；C项，3d5电子排布不符合洪特规则，错误。5(2018合肥一中期末)已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是()【考点】核外电子的排布原则【题点】核外电子排布原则的综合应用答案A解析A项表示的是基态原子，能量处于最低状态；B项中2s能级上的电子跃迁到2p能级上，为激发态原子，能量较高；
16、C项，2p能级上的三个电子应尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同时能量最低；D项，先填满2s能级，再填2p能级时的能量最低。6某元素基态原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是()A4s1 B4s24p1C4s24p3 D3s23p63d5【考点】核外电子的排布规则【题点】核外电子排布规则的综合应用答案A解析3d轨道上有5个电子，属于半充满稳定状态，又根据构造原理可知电子先填充4s轨道再填充3d轨道，待3d轨道填满后再填充4p轨道，故题给原子的价层电子排布为3d54s1或3d54s2，最外层电子排布为4s1或4s2，故A正确。题组二核外电子排布的表示方法7(2019西安高二月考
17、)基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是()【考点】核外电子排布的表示方法【题点】电子排布图的书写与判断答案C解析A项中，E2sE2p，电子应先排满2s再排2p，且2p轨道上的2个电子自旋状态应相同；B项中，2p轨道上的2个电子应分占两个轨道且自旋状态相同；C项中，符合能层能级的能量关系及排布规则；D项中，属于激发态原子的电子排布式。8下列原子的价电子的排布式不正确的是()AFe：3d54s3 BCr：3d54s1CAr：3s23p6 DNi：3d84s2【考点】核外电子排布的表示方法【题点】电子排布式的书写与判断答案A9下列关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是()A1s
18、22s22p63s23p2BNe3s23p2答案C10(2018晋江市季延中学期中)某元素质量数为51，中子数为28，其原子未成对电子数为()A0 B1 C2 D3【考点】核外电子排布的表示方法【题点】未成对电子数目的判断与比较答案D解析元素质量数为51，中子数为28，由质量数质子数中子数，可得质子数512823。质子数核外电子数，即核外电子数也是23，根据核外电子排布规律可知，其电子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，因此其基态原子中未成对电子数为3，D项正确。题组三元素推断11下列四种元素中，单质氧化性最强的是()A原子中含有未成对电子最多的第二周期元素B位于周期表中第三周
19、期A族的元素C原子最外层电子排布为2s22p6的元素D原子最外层电子排布为3s23p5的元素【考点】核外电子排布的表示方法【题点】根据核外电子排布进行元素推断答案D解析A中所述元素为N，B中所述元素为Al，C中所述元素为Ne，D中所述元素为Cl，在N2、Al、Ne、Cl2中，Cl2的氧化性最强。12(2018四川雅安中学高二月考)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A最外层都只有一个电子的X、Y原子B原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子D2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p
20、轨道上只有一个空轨道的Y原子【考点】核外电子排布的表示方法【题点】根据核外电子排布进行元素推断答案D解析D项，X原子是C原子，Y原子为Si原子，二者位于同一主族，最外层电子数相同，化学性质相似，D正确。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的价层电子排布式为_。【考点】核外电子排布的表示方法【题点】核外电子排布表示方法的综合答案(1)413(2)41s22s22p63s23p63d5(3)3d10解析(1)Al原子的核外电子
21、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电子云呈哑铃形，有3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C
22、u的简化电子排布式为Ar3d10，则其价层电子排布式为3d10。14有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外仅有一个非空原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道为全充满或半充满状态。(1)写出四种元素的元素符号：A_，B_，C_，D_。(2)写出C、D两种元素基态原子的核外电子排布图：C_。D_。(3)写出B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式：_。(4)B元素的单质的电子式为_，其简单氢化物的电子式为_。【考点】核外电子排布的表示方法【题点】
23、根据核外电子的排布进行元素的推断答案(1)HNMgP(2)(3)N23MgMg3N2(4)NN解析A是宇宙中最丰富的元素，且原子核外仅有一个非空原子轨道，则A为氢；B元素原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则B为氮；C元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，则C为镁；D元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D为磷。15高考组合题(1)2017全国卷，35(1)节选Co基态原子核外电子排布式为_。元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(2)2017江苏，21A(1)Fe3基态核外电子排布式为_。(3)2016全国卷，37(1)基态Ge原子的核
24、外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。(4)2016全国卷，37，(1)节选镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对电子数为_。(5)2016江苏，21A(1)Zn2基态核外电子排布式为_。(6)2015江苏，21A(1)节选Cr3基态核外电子排布式为_。(7)2015安徽理综，25(2)节选Cu的基态原子最外层有_个电子。【考点】核外电子排布的表示方法【题点】核外电子排布表示方法的综合答案(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2Mn(2)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(3)3d104s24p22(4)1s22s22p63s23p63d8
25、4s2(或Ar3d84s2)2(5)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(6)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)(7)1解析(1)Co为27号元素，位于第四周期族，铁之后，将电子按照能量最低原理、泡利原理、洪特规则填入各电子轨道中，即可得到Co的基态原子核外电子排布式；Mn原子的价电子排布式为3d54s2，根据洪特规则，有5个未成对电子，而O原子的价电子排布式为2s22p4，仅有2个未成对电子，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。(2)先写出26号元素铁的核外电子排布式Ar3d64s2，再由外向内失3e，得Fe3的核外电子排布式为Ar3d5。(3)锗为
26、32号元素，根据原子核外电子的排布规律，可写出其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，其核外电子排布简式为Ar3d104s24p2，其中4p能级有2个未成对电子。(4)镍是28号元素，位于第四周期族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2；3d能级有5个轨道，根据洪特原则，先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对电子数为2。(5)先写锌原子核外电子排布式Ar3d104s2，再由外向内失2个电子，得Zn2核外电子排布式为Ar3d10。(6)Cr为24号元素，注意写Cr3基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核外电子排布式Ar3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3基态核外电子排布式为Ar3d3。(7)Cu为29号元素，其原子核外各电子层电子数依次为2、8、18、1，最外层有1个电子。
