2018-2019版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 第1課時(shí)學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第1課時(shí)　基態(tài)原子的核外電子排布 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.了解基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，會(huì)書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素原子的核外電子排布式和軌道表示式。3.學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。 一、基態(tài)原子的核外電子排布原則 1．能量最低原則 (1)能量最低原理 基態(tài)原子的核外電子在各個(gè)原子軌道上的排布方式應(yīng)使整個(gè)原子體系的能量最低。 (2)基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排列順序： 隨著原子核電荷數(shù)的遞增，絕大多數(shù)元素的原子核外電子排布遵循如圖所示順序。 電子所排的能級(jí)順序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……，這是從實(shí)驗(yàn)得到的規(guī)律，適用于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。 2．泡利不相容原理 泡利不相容原理的內(nèi)容：一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子，而且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反(用“↓”“↑”表示)。例如，基態(tài)氦原子的軌道表示式為。 根據(jù)泡利不相容原理，可以獲得以下幾個(gè)重要結(jié)論： (1)每一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子只能有一個(gè)。 (2)由于每一個(gè)原子軌道包括兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以每一個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。 (3)因?yàn)閟，p，d，f能級(jí)的原子軌道數(shù)分別為1,3,5,7個(gè)，所以s，p，d，f各原子軌道分別最多能容納2,6,10,14個(gè)電子。 (4)每個(gè)電子層中原子軌道的總數(shù)為n2個(gè)，因此，每個(gè)電子層最多能容納2n2個(gè)電子。 3．洪特規(guī)則 (1)對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同。這就是洪特規(guī)則。如碳原子的軌道表示式不是，而是。 (2)能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。這稱為洪特規(guī)則特例。如下列基態(tài)原子的電子排布式的書(shū)寫(xiě)： 　　　　　　　　錯(cuò)誤　　　　　　　正確 鉻原子　1s22s22p63s23p63d44s2　1s22s22p63s23p63d54s1 銅原子　1s22s22p63s23p63d94s2　1s22s22p63s23p63d104s1 原子核外電子排布要遵循三個(gè)原則 (1)能量最低原則：電子在原子軌道上的排布要盡可能地使原子的能量最低。 (2)泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反(同一原子中不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子)。 (3)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在相同能量的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同。 提醒　基態(tài)原子核外電子排布必須同時(shí)遵循核外電子排布三原則。 例1　“各能級(jí)最多容納的電子數(shù)是該能級(jí)原子軌道數(shù)的兩倍”，支撐這一結(jié)論的理論是(　　) A．構(gòu)造原理 B．泡利不相容原理 C．洪特規(guī)則 D．能量最低原理 答案　B 解析　根據(jù)泡利不相容原理，每個(gè)原子軌道中最多能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子，所以每個(gè)能級(jí)最多能容納的電子數(shù)是該能級(jí)原子軌道數(shù)的2倍，選項(xiàng)B符合題意。 例2　若以E(nl)表示某能級(jí)的能量，以下各式中正確的是(　　) A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C．E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d) 答案　B 解析　根據(jù)構(gòu)造原理，各能級(jí)能量的大小順序由低到高為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……，A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序?yàn)镋(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；對(duì)于不同能層的相同能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越高，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。 例3　在能量相同的d軌道中電子排布成，而不排布成，最直接的依據(jù)是(　　) A．能量最低原則 B．泡利不相容原理 C．原子軌道能級(jí)圖 D．洪特規(guī)則 答案　D 解析　洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同。 易錯(cuò)警示 書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，要兼顧三條原則，不能顧此失彼，防止出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： ①違反泡利不相容原理：； ②違反洪特規(guī)則：或； ③違反能量最低原則：。 二、原子核外電子排布的表示方法 1．電子排布式 (1)價(jià)電子 ①定義：與元素的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)的外層軌道上的電子，稱為價(jià)電子。 ②規(guī)律：主族元素價(jià)電子數(shù)等于主族族序數(shù)。 (2)按要求填表： 電子排布式 價(jià)電子排布式 S 1s22s22p63s23p4 3s23p4 Ca 1s22s22p63s23p64s2 4s2 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 3d64s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 3d104s1 Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 4s24p2 2.軌道表示式 (1)用一個(gè)小圓圈(或方框)表示一個(gè)原子軌道，在圓圈(或方框)內(nèi)用箭頭“↑”或“↓”標(biāo)明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。 以鋁原子為例，軌道表示式中各符號(hào)、數(shù)字的意義為 (2)寫(xiě)出下列原子的軌道表示式： ①O：； ②Na：。 (3)在軌道表示式中也可以用方框表示一個(gè)原子軌道，如Na：。 3．原子結(jié)構(gòu)示意圖 (1)原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)(示意)圖：圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線內(nèi)數(shù)字表示該電子層中的電子數(shù)。 (2)寫(xiě)出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖： ①K：；②Fe：； ③Mg2＋：；④Cl－：。 (1)主族元素原子的最外層電子稱為價(jià)電子。過(guò)渡元素原子的價(jià)電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子，有的還包括倒數(shù)第三層的f電子。 (2)電子排布式書(shū)寫(xiě)注意問(wèn)題 ①雖然電子排布是遵循能量最低原則的，但書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)應(yīng)按照電子層的順序書(shū)寫(xiě)。如鐵原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不寫(xiě)作1s22s22p63s23p64s23d6。 ②簡(jiǎn)化電子排布式 為避免電子排布式書(shū)寫(xiě)繁瑣，可把內(nèi)層電子排布達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加“[　]”表示。如S：[Ne]3s23p4，Ca：[Ar]4s2，F(xiàn)e：[Ar]3d64s2，Ge：[Ar]3d104s24p2。 ③離子的電子排布式 原子轉(zhuǎn)化為離子有兩種情況：一是由原子失去電子轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子，失電子的順序與電子填入的順序有所不同，失電子時(shí)，首先失去的是最外電子層上的電子，同層則按能級(jí)由高到低失電子；二是由原子得到電子轉(zhuǎn)化為陰離子，得到的電子填入原子軌道的順序與基態(tài)原子電子的排布順序相同。 ④特殊原子的電子排布式 有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。 提醒　元素原子的價(jià)電子排布式不一定是最外層的電子排布式，主族元素的價(jià)電子排布式是最外層電子排布式，過(guò)渡元素的最外層是價(jià)電子，但有的內(nèi)層電子也是價(jià)電子，如Fe原子價(jià)電子排布式為3d64s2。 例4　下列有關(guān)核外電子排布式或軌道表示式不正確的是(　　) A．24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1 B．K的簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]4s1 C．N原子的軌道表示式： D．S原子的軌道表示式： 答案　D 解析　S原子的軌道表示式違反了洪特規(guī)則，正確的應(yīng)是。 例5　按要求寫(xiě)出電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖或軌道表示式。 (1)基態(tài)Cu＋的電子排布式：______________________________________________________。 (2)基態(tài)P原子的價(jià)電子排布式：___________________________________________________。 (3)17Cl的軌道表示式：________________________________________________________。 (4)第4周期中最外層僅有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的電子排布式：____________________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　 (2)3s23p3　 (3) (4)[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1 解析　(1)基態(tài)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去1個(gè)電子所得Cu＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)P原子最外層為第三層，且有5個(gè)電子，所以其價(jià)電子排布式為3s23p3。 (3)Cl的電子排布式為1s22s22p63s23p5，軌道表示式為。 (4)第4周期最外層只有1個(gè)電子的最外層電子排布式為4s1，此時(shí)3s、3p應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空、半充滿或全充滿，即其電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。 易錯(cuò)警示 (1)電子排布式的書(shū)寫(xiě)順序與核外電子進(jìn)入軌道的順序不同。電子排布式的書(shū)寫(xiě)順序按電子層由里到外和s、p、d的順序，而核外電子進(jìn)入軌道的順序按照基態(tài)原子在原子軌道上的排布順序。 (2)基態(tài)原子失電子時(shí)，由外層向里層，同層則按能級(jí)由高到低順序失電子。如Cr([Ar]3d54s1)→Cr3＋([Ar]3d3) 1．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是(　　) A． B. C．1s2 D. 答案　D 解析　A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù)；B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布情況；C項(xiàng)具體到各能層的電子數(shù)；而D項(xiàng)包含了能層數(shù)、能級(jí)數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋方向，故該項(xiàng)正確。 2．以下電子排布式表示基態(tài)原子電子排布的是(　　) A．1s22s22p63s13p3 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1 C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1 答案　D 解析　基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p2，A錯(cuò)誤；基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d104s2，B錯(cuò)誤；基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d14s2，C錯(cuò)誤； 1s22s22p63s23p63d104s24p1符合原子核外電子排布規(guī)律，D正確。 3．下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是(　　) A．碳原子的軌道表示式： B．磷原子價(jià)電子軌道表示式： C．鉻原子的價(jià)電子排布式：3d44s2 D．Fe2＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2 答案　A 解析　A項(xiàng)表示C原子的軌道表示式，正確；B項(xiàng)不符合洪特規(guī)則；C項(xiàng)不符合洪特規(guī)則特例，應(yīng)為3d54s1；D項(xiàng)Fe2＋應(yīng)為Fe原子失去4s上的兩個(gè)電子，而不是失去3d上的兩個(gè)電子，應(yīng)為1s22s22p63s23p63d6。 4．已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋2，則X元素的原子序數(shù)為(　　) A．9 B．10 C．17 D．18 答案　C 解析　n－1＝2，則n＝3，即最外層電子排布式為3s23p5，為氯元素。 5．下列軌道表示式所表示的元素原子中，能量處于最低狀態(tài)的是(　　) 答案　C 解析　要使各原子能量處于最低狀態(tài)(即基態(tài))，核外電子必須遵循三大原則進(jìn)行排布。A項(xiàng)中2s軌道沒(méi)有排滿電子就排在了2p軌道上，顯然能量不是最低的；B項(xiàng)中2p軌道上的電子排布不符合洪特規(guī)則，三個(gè)電子各占一個(gè)p軌道且自旋狀態(tài)相同時(shí)，能量最低；C項(xiàng)中2p3為半充滿狀態(tài)，能量最低；D項(xiàng)中2p軌道未排滿就排3s軌道，能量不是最低的。故正確答案為C。 6．(1)下列原子或離子的電子排布正確的是________(填序號(hào)，下同)，違反能量最低原則的是________，違反洪特規(guī)則的是________，違反泡利不相容原理的是________。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6 ③P： ④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg2＋：1s22s22p6 ⑦C： (2)①氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_(kāi)_________________________。 ②Co基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)___________________________________。 ③Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)_________________。 答案　(1)①⑤⑥?、冖堋、邸、? (2)① ②[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2) ③[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) 解析　(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律，②中錯(cuò)誤在于電子排完2s軌道后應(yīng)排2p軌道而不是3p軌道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；③中沒(méi)有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同，最外層的軌道表達(dá)式應(yīng)為；④中忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1；⑦中違反泡利不相容原理，正確的應(yīng)為。(2)①氮是7號(hào)元素，其價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為。②Co的原子序數(shù)為27，其基態(tài)原子核外電子的排布式為[Ar]3d74s2。③Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1　基態(tài)原子核外電子排布原則 1．下列排布不符合泡利不相容原理的是(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　由于泡利不相容原理指的是一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子，并且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反，所以只有C項(xiàng)不滿足此原理。 2．若將P原子的電子排布式寫(xiě)成1s22s22p63s23p3p，它違背了(　　) A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理 C．能量最低原則 D．洪特規(guī)則 答案　D 解析　對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，將盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同。若將P原子的電子排布式寫(xiě)成1s22s22p63s23p3p，它違背了洪特規(guī)則。 3．(2018扶余市第一中學(xué)期末)下列電子排布式中，原子處于激發(fā)狀態(tài)的是(　　) A．1s22s22p5 B．1s22s22p43s2 C．1s22s22p63s23p63d54s2 D．1s22s22p63s23p63d34s2 答案　B 解析　B選項(xiàng)中原子的核外電子沒(méi)有填充滿2p能級(jí)，而電子填充到了能量更高的3s能級(jí)，與基態(tài)原子核外電子填充的能級(jí)順序不符，原子能量較高，處于激發(fā)態(tài)，A、C、D三選項(xiàng)中原子的核外電子排布符合基態(tài)原子核外電子填充的能級(jí)順序和能量最低原則，泡利不相容原理及洪特規(guī)則，原子處于基態(tài)，故原子處于激發(fā)狀態(tài)的是答案B。 4．某元素原子3d軌道上有5個(gè)電子，則該原子最外層電子排布可能是(　　) A．4s1 B．4s24p1 C．4s24p3 D．3s23p63d5 答案　A 解析　最外層電子排布為4s24p1的元素為Ga,3d軌道上有10個(gè)電子，B錯(cuò)誤；最外層電子排布為4s24p3的元素為As,3d軌道上有10個(gè)電子，C錯(cuò)誤；4s能級(jí)能量小于3d，某元素原子3d軌道上有5個(gè)電子，則4s能級(jí)上肯定有電子，D錯(cuò)誤。 5．(2018晉江市季延中學(xué)期中)某元素質(zhì)量數(shù)為51，中子數(shù)為28，其原子未成對(duì)電子數(shù)為(　　) A．0 B．1 C．2 D．3 答案　D 解析　元素質(zhì)量數(shù)為51，中子數(shù)為28，由于質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，則質(zhì)子數(shù)＝51—28＝23。質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，即核外電子數(shù)也是23，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，其排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，因此其基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為3個(gè)，D項(xiàng)正確。 題組2　原子核外電子排布的表示方法 6．(2018深州中學(xué)期中)下列關(guān)于鈉元素的幾種表達(dá)式錯(cuò)誤的是(　　) A．Na＋的軌道表示式： B．Na＋的結(jié)構(gòu)示意圖： C．Na的電子排布式：1s22s22p63s1 D．Na的簡(jiǎn)化電子排布式：[Na]3s1 答案　D 解析　Na的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ne]3s1。即上一周期的稀有氣體(元素符號(hào))＋該原子的價(jià)電子排布。 7．主族元素原子失去最外層電子形成陽(yáng)離子，主族元素的原子得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是(　　) A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6 B．O2－：1s22s22p4 C．Cl－：[Ne]3s23p6 D．Ar：1s22s22p63s23p6 答案　B 解析　本題主要考查根據(jù)構(gòu)造原理來(lái)書(shū)寫(xiě)電子排布式，已知氧原子的電子排布式為1s22s22p4，故O2－的電子排布式應(yīng)為1s22s22p6，B項(xiàng)錯(cuò)誤，A、C、D三項(xiàng)均正確。 8．下列離子中外層d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)的是(　　) A．Cr3＋ B．Cu＋ C．Co3＋ D．Fe3＋ 答案　D 解析　Cr3＋的價(jià)電子排布式為3d3，d軌道不是半充滿狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；Cu＋的價(jià)電子排布式為3d10，d軌道處于全充滿狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；Co3＋的價(jià)電子排布式為3d6，d軌道不是半充滿狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；Fe3＋的價(jià)電子排布式為3d5，d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)，故D正確。 題組3　根據(jù)電子排布式推斷元素 9．4p軌道填充一半的元素，其原子序數(shù)是(　　) A．15 B．33 C．35 D．51 答案　B 解析　4p軌道填充一半的元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子序數(shù)為33。 10．某元素的3p軌道上有兩個(gè)未成對(duì)電子，因此其(　　) A．第三電子層上有4個(gè)電子 B．最高正價(jià)為＋2 C．最高正價(jià)為＋4 D．第二電子層沒(méi)有未成對(duì)電子 答案　D 解析　由于3p軌道上有兩個(gè)未成對(duì)電子，所以該原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或者1s22s22p63s23p4。 11．若某元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí)，價(jià)電子排布式為4d15s2，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí)，原子中共有3個(gè)未成對(duì)電子 B．該元素原子核外共有5個(gè)電子層 C．該元素原子的N層共有8個(gè)電子 D．該元素原子最外層有3個(gè)電子 答案　B 解析　該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí)，原子中只有4d1中的一個(gè)未成對(duì)電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由核外電子排布式可知該元素原子有5個(gè)電子層，N層共有9個(gè)電子，最外層有2個(gè)電子，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。 12．某主族元素的原子，M層上有一個(gè)半充滿的能級(jí)，這種原子的質(zhì)子數(shù)(　　) A．只能是7 B．只能是15 C．是11或15 D．是11或13 答案　C 13．下列各組表述中，兩個(gè)微粒一定不屬于同種元素原子的是(　　) A．3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2的原子 B．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子 C．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子和價(jià)電子排布為4s24p5的原子 D．2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和價(jià)電子排布為2s22p5的原子 答案　B 解析　3p能級(jí)有一個(gè)空軌道，說(shuō)明3p上填2個(gè)電子，價(jià)電子排布為3s23p2，兩微粒相同，A選項(xiàng)不符合題意；M層全充滿而N層為4s2，M層上有d軌道，即：3s23p63d10，是鋅元素，價(jià)電子排布為3d64s2的元素是鐵元素，B選項(xiàng)符合題意；價(jià)電子排布為4s24p5，則3d上已排滿10個(gè)電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子，可按下述方法討論：若最外層電子數(shù)為1，核外電子總數(shù)為5不可能，最外層電子數(shù)為2，核外電子總數(shù)為10不可能，只有最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35時(shí)合理，其電子排布也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同種元素的原子，C選項(xiàng)不符合題意；2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定屬于同種元素的原子，D項(xiàng)不符合題意。 [綜合強(qiáng)化] 14．根據(jù)核外電子的排布特點(diǎn)推斷元素 (1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為_(kāi)_______；其價(jià)層電子的軌道表示式為_(kāi)_______________________。 (2)B元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，B的元素符號(hào)為_(kāi)_______，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_______________________，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。 (3)C元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子，C的元素符號(hào)為_(kāi)_______，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)__________________________________________。 (4)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則n＝________；原子中能量最高的是________電子，核外電子軌道表示式為_(kāi)_______。 答案　(1)N　 (2)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2　 (3)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1 (4) 2　 2p　 解析　(1)A元素基態(tài)原子的軌道表示式由題意可寫(xiě)成：，則該元素核外有7個(gè)電子，為氮元素，其元素符號(hào)為N。(2)B元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成＋3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素鐵。(3)C元素的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故E為Cu。(4)D最外層電子排布式為2s22p4。 15．下表列出了核電荷數(shù)為21～25的元素的最高正價(jià)，回答下列問(wèn)題： 元素名稱 鈧 鈦 釩 鉻 錳 元素符號(hào) Sc Ti V Cr Mn 核電荷數(shù) 21 22 23 24 25 最高正價(jià) ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 (1)寫(xiě)出下列元素基態(tài)原子的核外電子排布式： Sc：________________________________________________________________________。 Ti：________________________________________________________________________。 V：________________________________________________________________________。 Mn：________________________________________________________________________。 (2)已知基態(tài)鉻原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，其并未嚴(yán)格按照基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序進(jìn)行排布，為什么核外電子這樣排布呢？_______________ ________________________________________________________________________。 (3)對(duì)比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正價(jià)，你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是__________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2) 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) 1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2) 1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2) (2)由洪特規(guī)則的特例，可知能量相同的原子軌道半充滿狀態(tài)一般比較穩(wěn)定 (3)五種元素的最高正價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外電子層s電子和次外電子層d電子數(shù)目之和 解析　(1)根據(jù)原子序數(shù)和基態(tài)原子核外電子排布原則可以寫(xiě)出4種元素原子的核外電子排布式。 (2)由洪特規(guī)則的特例，可知能量相同的原子軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)一般比較穩(wěn)定。 (3)由最高正價(jià)數(shù)值與對(duì)應(yīng)的核外電子排布式，可以得出最高正價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外電子層s電子和次外電子層d電子數(shù)目之和。 16．有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道；B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C元素原子的最外層電子排布可表示為asaap2a；D為金屬元素且M層上有一個(gè)未成對(duì)的p電子；E元素的原子核外最外層p軌道半充滿；F元素原子的價(jià)電子排布式為3s23p5。 (1)寫(xiě)出下列元素的元素符號(hào)：A________、C________、F________。 (2)寫(xiě)出基態(tài)D原子的電子排布式：__________________________________________。 寫(xiě)出基態(tài)E原子的核外電子軌道表示式：__________________。 (3)D元素原子核外電子云有________種不同的伸展方向，共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，________種不同能級(jí)的電子。 (4)B元素單質(zhì)和氫化物的電子式：?jiǎn)钨|(zhì)________，氫化物________。 答案　(1)H　O　Cl　(2)1s22s22p63s23p1　 (3)4　13　5　(4) 　 解析　A原子只有一個(gè)原子軌道，可能是H或He，又因A是主族元素，則A為氫；B元素原子的核外電子排布為1s22s22p3，為氮；C的價(jià)電子排布為2s22p4，為氧；D元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p1，為鋁；E元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p3，為磷；F為氯。(3)s軌道只有1種伸展方向、p軌道有3種伸展方向，Al核外電子排布為1s22s22p63s23p1，涉及3個(gè)s軌道、2個(gè)p軌道，因此其核外電子云(軌道)的伸展方向有4種；核外13個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同，故核外有13種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有1s、2s、2p、3s、3p共5個(gè)能級(jí)。