1、第2节原子结构与元素周期表第1课时基态原子的核外电子排布学习要求1.了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序。2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写136号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，并说明含义。素养目标根据认知模型，知道核外电子的排布规律。知 识 梳 理一、基态原子核外电子排布原则1能量最低原则(1)能量最低原理基态原子的核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s这是从实验得到的一般规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。
2、2泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反，或者说一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。3洪特规则对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同轨道并且自旋方向相同。二、基态原子核外电子排布的表示方法1电子排布式可简单写为nlx，其中n为主量子数，x为电子数，角量子数l用其所对应的符号表示。如Li原子的电子排布式为1s22s1或He2s1，Al原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1或Ne3s23p1。2轨道表示式用小圆圈(或方框、短线)表示一个给定量子数n、l、m的原子轨道，并用“”或“”区别自旋状态不同的电子。如基态O原
3、子的轨道表示式为。三、1936号元素的基态原子的核外电子排布1洪特规则特例(1)内容：能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。(2)举例：写出下列基态原子的电子排布式。Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1。Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。2价电子(1)定义：与元素的化学性质密切相关的外层轨道上的电子，称为价电子。(2)规律：主族元素价电子数等于主族族序数。(3)举例：写出下列基态原子的价电子的排布式。Na：3s1_，Cl：3s23p5,_Fe：3d64s2。自 我 检 测1判
4、断正误，正确的打“”；错误的打“”。(1)s能级的能量总是小于p能级的能量()(2)2s的电子云比1s的电子云大，说明2s的电子云中的电子比1s的多()(3)当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满1个轨道，然后再占据其他原子轨道()(4)nf能级中最多可容纳14个电子()(5)氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子()(6)处于最低能量的原子叫基态原子()(7)6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则()(8)电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理()(9)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理()答案(1)(2
5、)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2在d轨道中电子排布成，而不排布成，遵循的是()A能量最低原理B泡利原理C原子轨道构造原理D洪特规则答案D解析洪特规则表明，当电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。3按要求写出电子排布式、原子结构示意图或轨道表示式。(1)基态Cu的电子排布式：_。(2)基态P原子的价电子排布式：_。(3)17Cl的轨道表示式：_。(4)第4周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式：_。答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3s23p3(3) (4)Ar4s1、Ar3d5
6、4s1、Ar3d104s1解析(1)基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去1个电子所得Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(2)P原子最外层为第三层，且有5个电子，所以其价电子排布式为3s23p3。(3)Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，轨道表示式为。(4)第4周期最外层只有1个电子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1。学习任务一、基态原子核外电子排布原则【深度思考】根据基态原子核外电子排布原
7、则思考：(1)为什么每个电子层最多容纳2n2个电子？(2)为什么原子核外最外层的电子不超过8个？次外层不超过18个电子？提示(1)各电子层上的能级数目电子层序数n，根据泡利不相容原理，每个原子轨道最多只能容纳2个电子，所以每个电子层最多容纳2n2个电子。(2)由于E(nd)E(n1)s，当ns和np轨道电子排满时，多余的电子不是填写入nd轨道，而是首先填入(n1)s轨道，因此最外层电子数不可能超过268。同理次外层由(n1)s(n1)p(n1)d组成，所容纳的电子数不大于261018。【名师点拨】1能量最低原则基态原子按能量顺序1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、
8、6s即按ns、(n2)f、(n1)d、np顺序排布。能量高低：nsnpndnf，1s2s3s，2p3p4p。2泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。如2s2的电子排布为，不能为。3洪特规则(1)原子核外电子在能量相同的各个原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，这样整个原子的能量最低。如2p3轨道上的电子排布为，不能为或。(2)洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如Cr：3d54s1，不能为3d44s2；Cu：3d104s1，
9、不能为3d94s2。关键提醒基态原子核外电子排布必须同时符合核外电子排布三原则。【典例1】下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_(填序号，下同)，违反能量最低原则的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利不相容原理的是_。Ca2：1s22s22p63s23p6F：1s22s23p6P原子的最外层电子轨道表示式为Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2O：Sc：1s22s22p63s23p63d3Ti：1s22s22p63s23p10解析、正确。不正确，违反了能量最低原则，2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22
10、p6。不正确，违反了洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同，正确的应为。不正确，违反洪特规则，能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1。不正确，违反泡利不相容原理，正确的应为不正确，违反了能量最低原则，应先排4s轨道，再排3d轨道，正确的应为1s22s22p63s23p63d14s2。不正确，违反了泡利不相容原理，3p共有三个轨道，最多只能排6个电子。答案 解题反思过渡元素阳离子的电子排布看作是在原子电子排布的基础上，由外层向内层的顺序失去相应数目的电子。不能先失电子再按电子
11、排布原则排布电子。如Cr3的价电子排布为3d3而不是3d14s2。【变式训练1】在能量相同的d轨道中电子排布成，而不排布成，最直接的依据是( )A能量最低原则B泡利不相容原理C原子轨道能级图D洪特规则答案D解析洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。解题反思书写基态原子的轨道表示式时，要兼顾三条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误：(1)违反泡利不相容原理：。(2)违反洪特规则：或。(3)违反能量最低原则：。【变式训练2】若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了()A能量守恒原理B泡利不相容原理C能量最低原
12、则D洪特规则答案D解析对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并自旋方向相同。若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了洪特规则。学习任务二、基态原子核外电子排布方法【深度思考】1电子排布式的书写顺序与核外电子填充轨道的顺序一定相同吗？提示不一定相同。电子排布式的书写顺序为按电子层由里到外和s、p、d的顺序，而核外电子填充轨道的顺序是按照基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序，即1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s2为什么Fe3的稳定性强于Fe2？提示基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，当失去4s轨道上的
13、2个电子时变成Fe2，Fe2价电子排布式为3d6，而Fe3的价电子排布式为3d5，3d轨道为半充满稳定结构。【名师点拨】1原子核外电子排布表示方法原子结构简(示意)图圆圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线内数字表示该电子层中的电子数电子排布式用数字在能级符号右上角标明能级上排布的电子数K：1s22s22p63s23p64s1轨道表示式每个圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子K：2.电子排布式的书写(1)简单原子的电子排布式的书写按照基态原子核外电子排布顺序将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如：6C：1s22s22p2，19K：1s22s22p63s23p64s1。(2)复杂原子的
14、电子排布式的书写先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。如26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(3)特殊原子的电子排布式如24Cr：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5较3d4稳定，因此需要将4s2的一个电子调整到3d能级，得1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满，稳定)。29Cu：先按能量从低
15、到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10比3d9更稳定，因此需要将4s2的一个电子调整到3d能级，得1s22s22p63s23p64s13d10(3d10为全充满，稳定，4s1为半充满，稳定)。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(4)简化电子排布式的书写为避免电子排布式书写繁琐，可把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“”表示。如S：Ne3s23p4，Ca：Ar4s2，Fe：Ar3d64s2，Ge：Ar3d104s24p2。(5)简单离子电子排布式的书写先写原子的电子排布式，然后再得失电子
16、。例如：O2的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子知O2的电子排布式为1s22s22p6。Fe3的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为Ar3d64s2，再失去3个电子(由外层向里层失去电子)得到Fe3电子排布式为Ar3d5，而不能先失去3个电子，再按轨道能量顺序写成Ar3d34s2。3电子排布式书写中的典型错例(1)3d与4s书写顺序颠倒如：Fe电子排布按能量由低到高顺序，电子排布式书写按电子层数由小到大、能级由低到高顺序。(2)违背洪特规则如：CrCu(3)简化电子排布式如：NaBr“”中应为该元素上一周期的稀有气体元素。【典例2】按要求写出电子排布式、原子
17、结构示意图或轨道表示式。(1)基态Ni原子的电子排布式：_。(2)基态Cu的电子排布式：_。(3)基态P原子的价电子排布式：_。 (4)Fe原子结构示意图：_。(5)17Cl的轨道表示式_。(6)第4周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式_。解析(1)Ni 的原子序数为28，根据核外电子填充顺序和能量最低原则、泡利不相容原理可知基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar3d84s2。(2)基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去1个电子所得Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(3)P
18、原子最外层为第3层，且有5个电子，所以其价电子排布式为3s23p3。(4) Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子结构示意图为 。(5) Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，轨道表示式为(6)第4周期最外层只有1个电子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar3d84s2(2) 1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(3) 3s23p3(4)(5) (6)Ar4s1、
19、Ar3d54s1、Ar3d104s1解题反思(1)书写电子排布式时，不是按电子排布顺序书写，而是按电子层顺序，同一电子层按能级顺序连在一起。(2)离子电子排布式书写时，先写原子的电子排布式，然后再得失电子。(3)基态原子失电子时，由外层向里层，同层则按能级由高到低顺序失电子。【变式训练3】下列基态原子的价电子排布式中，正确的是( )A3d94s2B3d44s2 C4s25p3D3d74s2答案D解析根据电子填入轨道的顺序和核外电子的排布规律， A应为3d104s1; B应为3d54s1；C应为4s24p3；D正确。解题反思价电子排布式：只表示与元素的化学性质相关的价电子排布式。主族元素的最外层
20、电子排布式为价电子排布式。第4周期过渡元素的价电子排布式为3d和4s上的电子排布式。【变式训练4】下列轨道表示式中，能正确表示该元素原子的最低能量状态的是( )答案D解析处于最低能量状态，即核外电子排布符合能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则。A、B项违背洪特规则，C项电子排布处于激发态。1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. 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项具体到各能级的电子数；而D项包含了电子层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。2回答下列问题：(1)“各能级最多容纳的电子数是
21、该能级原子轨道数的二倍”，支持这一结论的理论是_(填字母，下同)A构造原则B泡利不相容原理C洪特规则D能量最低原则(2)下列3d轨道的轨道表示式正确的是_。 (3)下列原子的价电子排布式(或价电子轨道表示式)中，哪一种状态的能量较低？试说明理由。氮原子：钠原子：A.3s1B3p1铬原子：A.3d54s1B3d44s2碳原子：答案(1)B(2)b(3)B；A中原子的价电子排布违反了洪特规则。A；B中原子的价电子排布违反了能量最低原则。A；B中原子的价电子排布违反了洪特规则。A；B中原子的价电子排布违反了洪特规则。解析(1)根据泡利不相容原理，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
22、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)a、d中同一原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；c中有空轨道，违反了洪特规则。(3)据洪特规则，电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，故选B，选A；据能量最低原则，核外电子先占有能量低的轨道，再占有能量高的轨道，中由于s轨道的能量低于p轨道的，故选A；中A项的d5为半充满状态，为相对稳定的状态，B项不是，所以选A。3下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )AK：1s22s22p63s23p6BF：1s22s22p5CS2：1s22s22p63s23p4DAr：1s22s
23、22p63s23p6答案C解析根据泡利不相容原理和能量最低原则， S2是在原子得2个电子后形成的稳定结构，所以第3电子层中的电子排布式为3s23p6。4按要求填空：(1)写出下列基态原子或基态离子的电子排布式：B：_；V：_；Ga：_；Ge：_。N3：_；Ni2：_；Cr3：_；Mn2：_。(2)2p轨道上最多只能排布6个电子，其依据的规律是_。(3)氧元素基态原子核外未成对电子数为_个，写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素符号_，M层上有2对成对电子的原子最外层共有_种不同运动状态的电子。(4)136号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价电子排布式_。(5) X元素的价电子排布式是4s
24、24p5，X元素的符号是_。(6)某元素的原子序数为33，该元素原子的价电子排布式为_，该元素原子核外有_个电子层，_个能级，_个原子轨道。(7)基态Fe原子有_个未成对电子，基态14C原子中，核外有_对自旋方向相反的电子。答案(1)1s22s22p1或He2s22p11s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s21s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p21s22s22p6或He2s22p61s22s22p63s23p63d8或Ar3d81s22s22p63s23p63d
25、3或Ar3d31s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)泡利不相容原理(3)2Si或S6(4)C：2s22p2Si：3s23p2Ge：4s24p2O：2s22p4S：3s23p4Se：4s24p4Ti：3d24s2Ni：3d84s2(5)Br(6)4s24p34818(7)42解析(2)泡利不相容原理是指每个原子轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，2p有3个轨道，最多容纳6个电子。(3) O原子核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1s22s22p4，4个电子在3个轨道中排布，故未成对的电子个数是2个。3p轨道上只有2个未成对电子的价电子排布为3s23p2或3s23p4，核外电
26、子数为14或16，元素符号为Si或S。M层上有2对成对电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外层有6个电子，每个电子的运动状态不相同，所以共有6种不同运动状态的电子。(4)具有最外层为p2、p4、3d2、3d8结构的原子有2个未成对电子。符合条件的元素价电子排布式为2s22p2 、3s23p2 、4s24p2 、2s22p4、3s23p4、4s24p4、3d24s2 、3d84s2，分别为C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni元素。(5)根据价电子排布式可知该元素有四个电子层，最外层有7个电子，位于元素周期表中第4周期第A族，为Br元素。(6)先利用能级顺序和排布原则排出
27、其电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，得出该元素原子核外有8个能级，共1131351318个原子轨道(s：1个轨道；p：3个轨道；d：5个轨道)。(7)基态Fe原子电子排布式为Ar3d64s2，故3d有4个未成对电子，基态14C原子轨道表示式为，所以核外有2对自旋方向相反的电子。课时作业基础练1各电子层排布电子的总数遵循以下规则：每层最多容纳2n2个电子；原子最外层电子数8；原子次外层电子数18。决定这3条规律的电子排布规则是( )A能量最低原则B泡利不相容原理C洪特规则D能量最低原则和泡利不相容原理答案D解析每层最多容纳的电子数，由每层
28、n个轨道和每个轨道上最多容纳2个电子决定，而排列先后顺序由能量最低原则决定，所以D项正确。2下列排布不符合泡利不相容原理的是( )A2p轨道：B2p轨道： C3d轨道：D3d轨道：答案B解析由于泡利不相容原理指的是一个原子轨道中最多只能容纳2个电子，并且这2个电子的自旋方向必须相反，所以只有选项B不满足此原理。3下列微粒的核外电子的表示方法中正确的是()A碳原子的轨道表示式：B磷原子价电子轨道表示式： C铬原子的价电子排布式：3d44s1DFe2的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2答案A解析A表示碳原子的轨道表示式，正确；B不符合洪特规则；正确的铬原子的价电子排布式为3d5
29、4s1；Fe2是铁原子失去最外层2个电子形成的，其电子排布式是1s22s22p63s23p63d6。4某原子的3d能级中有1个电子，其N电子层中的电子数为()A0B2 C3D8答案B解析该原子3d能级中有1个电子，则其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，由此可知该元素N电子层上的电子数为2。5下列各原子或离子的电子排布式错误的是()AK：1s22s22p63s23p6BAs：1s22s22p63s23p63d104s24p3CN3：1s22s22p6DCr：1s22s22p63s23p63d44s2答案D解析根据洪特规则，能量相同的原子轨道在全充满、半充满、全空状
30、态时原子较稳定，故Cr原子电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1。6以下核外电子的表示方法中，能表示该原子处于能量最低状态的是( )AN： BF： CFe：Ar3d54s2DCu：Ar3d104s1答案D解析A不符合洪特规则，2p轨道上的3个电子分占三个轨道时能量最低；B为F的轨道表示式；C中Fe原子序数为26，而不是25。7一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是()A1B2 C3D1答案C解析据题意可知该元素原子价电子排布为3s23p1，由元素最高正化合价价电子数可知该元素为3价。8下列有关核外电子排布的式子不正确的是( )A24Cr的电子排布式：
31、1s22s22p63s23p63d54s1BK的简化电子排布式：Ar4s1CN原子的轨道表示式为 DS原子的轨道表示式为答案D解析D项S原子的轨道表示式违反了洪特规则，正确的应是 。9下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是()A3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子BM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价电子排布为4s24p5的原子D2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子答案B解析A项，3p能级有一个空轨道，说
32、明3p上填2个电子，因填1个电子有2个空轨道，填3个电子或3个以上电子无空轨道，则3p上有2个电子，3s上肯定已填满，价电子排布为3s23p2，因此A中两微粒相同。B项，M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即：3s23p63d10，应该是锌元素，3d64s2是铁元素，B选项符合题意。C中价电子排布为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的原子，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，同理，可讨论，只有最外层电子数为7，核外电子总
33、数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子。D中2p能级有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子，D选项不符合题意。10下面是某些原子的最外层电子排布式，各组指定的元素不能形成AB2(A为正价，B为负价)型化合物的是()A2s22p2和2s22p4B3s23p4和2s22p4C3s2和2s22p5D3s1和3s23p4答案D解析A项为C和O，能形成CO2；B项为S和O，能形成SO2；C项为Mg和F，能形成MgF2；D项为Na和S，形成Na2S，属A2B型。11按要求填空。(1)下列微粒基态的电
34、子排布中未成对电子数最多的是_(填字母序号)。aN3bFe3cCudCreC(2)与铜同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与铜原子相同的元素有_种。(3)基态铬原子的价电子排布式是_，这样排布使整个体系能量降低，原因是_。(4)基态砷原子的价电子排布式为_，其原子核外有_个电子层，_个能级，其原子轨道达到全充满状态的个数是_，与其同周期元素基态原子与砷原子未成对电子数相同的元素还有_种。(5)短周期元素中，原子基态时具有1个未成对电子的元素共有_种。(6)某元素基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，则电子排布式中n_，该元素基态原子中能量最高的能级是_，其电子云在空间中有_方向，呈
35、_形。答案(1)d(2)4(3)3d54s13d和4s轨道上的电子均为半充满稳定结构(4)4s24p348152(5)7(6)22p三种互相垂直的哑铃解析(1)N3、Fe3、Cu、Cr、C的基态原子或离子的价电子排布式分别为2s22p6、3d5、3d104s1、3d54s1、2s22p2，未成对电子数分别为0个、5个、1个、6个、2个，基态Cr原子的未成对电子数目最多。(2)铜元素基态原子的价电子排布式为3d104s1，有1个未成对电子，Cu位于第4周期，第4周期元素基态原子未成对电子数为1的原子，价电子排布式为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5，故除Cu还有4种
36、。(3)铬的原子序数为24，铬原子的价电子排布式为3d54s1，根据是3d和4s轨道上的电子均为半充满结构时，原子能量最低。(4)砷的原子序数为33，基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，共有8个能级，原子轨道达到全充满状态的个数为15。基态砷原子核外有3个未成对电子，第4周期元素基态原子未成对电子数为3的价电子排布式为3d34s2，3d74s2，4s24p3，除砷外，还有2种元素。(5)短周期元素中的原子，基态时具有1个未成对电子，其价电子排布应为ns1、ns2np1、ns2np5。在1到18号元素中，有H(1s1)、Li(1
37、s22s1)、B(1s22s22p1)、F(1s22s22p5)、Na(1s22s22p63s1)、Al(1s22s22p63s23p1)、Cl(1s22s22p63s23p5)这七种元素。(6)根据构造原理，先排满ns轨道，再排np轨道，ns轨道最多容纳2个电子，所以n2，最外层电子排布式为2s22p3，2p为最高能级，p电子云呈哑铃形，在空间有3种互相垂直的方向。素养练12回答下列问题：(1)下列叙述中，正确的是_(填字母，下同)。a在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子b在一个基态多电子的原子中，不可能有两个能量完全相同的电子c在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能
38、量肯定比L层上的电子能量高d如果某一基态3p能级上仅有2个电子，它们自旋方向必须相反(2)在d轨道中电子排布为，而不排布成，其最直接根据是_。A能量最低原则B泡利不相容原理C原子轨道能级图D洪特规则(3)第2、3、4周期元素原子中p轨道半充满的元素是_，前4周期元素中，基态原子未成对电子数与氮相同的元素有_种。(4)镓与硼同主族，写出镓元素原子的价电子排布式：_。(5)写出Ti基态原子的电子排布式_，基态Co2的价电子排布式_。(6)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z
39、元素可以形成负一价离子。X元素的符号是_；Y元素原子的价电子的电子轨道表示式为_，Z元素的名称是_。答案(1)c(2)D(3)N、P、As4(4)4s24p1(5)1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s23d7(6)As 解析(1)同一轨道上的2个电子，能量相同自旋方向相反，即运动状态不一样，所以a、b错误；M层电子能量一定大于L层，c正确；3p能级上有3条轨道，按洪特规则，应占据其中2个，并且自旋方向相同，d不正确。(2)当电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，且自旋状态相同，这称为洪特规则。(3)第2、3、4周期原子中p轨道半充满的元
40、素是2s22p3、3s23p3、4s24p3，即N、P、As元素。基态原子N的价电子排布式为3s23p3，基态N原子有3个未成对电子，第3周期未成对电子数为3的为P元素，第4周期未成对电子数为3的基态原子的价电子排布式有3d34s2、3d74s2、4s24p3三种。(4)镓是第4周期第A族元素，根据周期序数电子层数，主族序数价电子数，其基态价电子排布式为4s24p1。(5)Ti原子序数为22，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2，基态Co原子价电子排布式为3d74s2，Co2的价电子排布式为3d7。(6)因为X原子4p轨道上有3个未成对电子，可知电
41、子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为As元素。根据Y元素的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y和Z元素的原子序数之和为42339，Y可能是1s22s22p2或1s22s22p4，根据X与Y可形成化合物X2Y3，再根据Z可形成负一价离子，推出Y电子排布式为后者，价电子的轨道表示式表示为为氧元素，Z为氢元素。13有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中C、E是金属元素；A和E属同一族，且A为非金属元素，它们原子的最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层上电子数等于D原子最外
42、层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是_，B是_，E是_(写元素符号)。(2)写出C元素基态原子的电子排布式_。(3)用轨道表示式表示D元素原子的价电子排布_。答案(1)HOK(2)1s22s22p63s23p1(3) 解析(1)A为非金属元素，且原子最外层电子排布为ns1，只能是H。B、D的价电子排布为ns2np4，前20号元素中B、D只能分别为O、S。由核电荷数及其为金属元素可知E为K。C最外层有3个电子，为Al。(2)C为Al，电子排布式为1s22s22p63s23p1。(3)D为S，价电子排布为3s23p4，用轨道表示式表示为。14有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们
43、的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，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元素原子的最外层电子排布可表示为asaap2a；D为金属元素且M层上有一个未成对的p电子；E元素的原子核外最外层p轨道半充满；F元素原子的价电子排布式为3s23p5。(1)写出A、C、F元素的元素符号：A_、C_、F_。(2)写出基态D原子的电子排布式_。写出基态E原子的核外电子轨道表示式_。(3)D元素原子核外电子云有_种不同的伸展方向，共有_种不同运动状态的电子，_种不同能级的电子。(4)B元素单质和氢化物的电子式：单质_，氢化物_。答案(1)HOCl(2)1s22s
44、22p63s23p1 (3)4135(4)NN解析A原子只有一个原子轨道，可能是H或He，又因A是宇宙中最丰富的元素，则A为氢；B元素原子的核外电子排布为1s22s22p3，为氮；C的价电子排布为2s22p4，为氧；D元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，为铝；E元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p3，为磷，F为氯。s轨道只有1种伸展方向、p轨道有3种伸展方向，Al核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及s轨道和p轨道，因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4种；核外13个电子的运动状态各不相同，故核外有13种不同运动状态的电子，有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级。
