鲁科版高考化学一轮复习第5章第24讲原子结构教学课时学案

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第24讲 原子结构(基础课)
1.了解元素、核素和同位素的含义。 2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。 3.了解核外电子排布规律，掌握原子、离子结构示意图。 4.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价层电子的电子排布式和轨道表示式(又称电子排布图)。
原子结构 同位素
1．原子构成
(1)原子符号(eq \\al(A,Z)X)与原子构成
原子eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( 原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子Z个——决定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,决定原子种类)同位素)), 核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质))
(2)粒子中“各数”间的关系
①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
② 电性关系eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( 原子\\al(A,Z)X：核外电子数＝质子数Z＝核电,荷数＝原子序数,阴离子\\al(A,Z)Xn－：核外电子数＝Z＋n,阳离子\\al(A,Z)Xn＋：核外电子数＝Z－n))
2．元素、核素、同位素
(1)“三素”关系及含义
(2)同位素的特点
①天然存在同一元素的各核素所占原子百分数一般不变。
②同位素的“六相同”与“三不同”
(3)几种重要的核素及其应用
(4)氢元素的三种核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H用字母H、D、T表示，名称为氕、氘、氚。
3．相对原子质量与平均相对原子质量
(1)原子(即核素)的相对原子质量
一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的eq \f(1,12)的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
(2)元素的相对原子质量是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
(3)核素的近似相对原子质量＝质量数。
(4)元素的近似相对原子质量＝A1×a%＋A2×b%＋……。
核聚变与核裂变为核反应，不属于化学反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有原子均是由核外电子、核内质子和中子构成。( )
(2)中子数为20的氯原子符号为eq \\al(20,17)Cl。( )
(3)16O和18O的化学性质相同。( )
(4)核聚变如eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H―→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。( )
(5)H2、D2、HD均为氢元素的不同单质，三者互为同素异形体。( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．现有下列9种微粒：eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(13, 6)C、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(56,26)Fe2＋、eq \\al(56,26)Fe3＋、eq \\al(16, 8)O2、eq \\al(16, 8)O3。按要求完成以下各题：
(1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)eq \\al(56,26)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为________。
(4)上述9种微粒中含有________种元素。
[答案] (1)核素 同位素 (2)eq \\al(16, 8)O2、eq \\al(16, 8)O3 (3)30 24 (4)5
1.eq \\al(14, 6)C的衰变反应为eq \\al(14, 6)C―→eq \\al(14, Z)X＋eq \\al(0,－1)e，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5 730年。下列说法正确的是( )
A.eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, Z)X互为同位素
B.eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, Z)X的中子数相同
C.eq \\al(12, 6)C和eq \\al(14, 6)C的价层电子数相差2
D．某考古样品中eq \\al(14, 6)C的量应为其11 460年前的eq \f(1,4)
D [A.Z＝7，eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, Z)X质子数不相同，不互为同位素，A错误；B.eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, Z)X的中子数分别为14－6＝8、14－7＝7，中子数不同，B错误；C.eq \\al(12, 6)C和eq \\al(14, 6)C的核外电子数均为6，核外电子排布相同，价层轨道电子数相同，C错误；D.根据半衰期的定义，某考古样品中eq \\al(14, 6)C的量应为其5 730年前的eq \f(1,2)，为5 730×2＝11 460年前的eq \f(1,4)，D正确。]
2．某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是( )
A．此元素有3种不同的同位素
B．其中一种同位素质量数为80
C．其同位素79X占原子总数的eq \f(1,2)
D．单质X2的平均相对分子质量为162
C [由题意知元素X有两种同位素，A项错误；设X的两种同位素分别为a、b，则对应单质化学式分别为a2、ab、b2，由a2、b2可求得a、b的质量数为79和81，B项错误；质量数为79的核素占原子总数的分数为eq \f(1×2＋1,6)＝eq \f(1,2)，C项正确；单质X2的平均相对分子质量为158×eq \f(1,3)＋160×eq \f(1,3)＋162×eq \f(1,3)＝160，D项错误。]
3.某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子，在a g HmX中所含原子的物质的量为______，所含中子的物质的量为______，所含质子数为(设NA为阿伏加德罗常数的值，下同)______，所含电子数为______。
[答案] eq \f(am＋1,A＋m) ml eq \f(aN,A＋m) ml eq \f(am＋A－NNA,A＋m) eq \f(am＋A－NNA,A＋m)
4．H、D、T形成的氢气分子有____________；H、D、T与16O、17O可形成的水分子有________种；其中相对分子质量相同的有_________________________；这些水分子的物理性质________，化学性质________。
[答案] H2、D2、T2、HD、HT、DT 12 HT16O与Deq \\al(16,2)O、HT17O与Deq \\al(17,2)O、HD16O与Heq \\al(17,2)O、HD17O与Deq \\al(16,2)O 不同 几乎相同

“三同”比较
核外电子排布与运动状态
1．电子层、能级和原子轨道
2.原子轨道的形状、数目及能量关系
(1)轨道形状eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(s电子的原子轨道呈球形对称,p电子的原子轨道呈哑铃形))
(2)轨道伸展半径：s、p、d、f各能级的原子轨道半径随电子层数(n)的增大而增大。
(3)能量关系
①同一电子层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相同。
②同一电子层伸展方向不同原子轨道能量：ns③形状相同的原子轨道能量：1s<2s<3s<4s……
3．原子核外电子排布规律
(1)一般规律
(2)能量最低原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，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。
构造原理：随着原子序数的递增，基态原子的“外层电子”按照一定的方向依次排布在各原子轨道上。
其排布顺序为
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……，总之：填充顺序为ns→(n－2)f→(n－1)d→np。(n为6、7时才有f填充，n为4以上时才有d填充)
(3)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状态不同，也称泡利原理。
如2s的2个电子可表示为 ，不可表示为。
(4)洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。如2p3的电子排布图为,能表示为。
特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(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。
①原子轨道是核外电子的一个空间运动状态，在同一原子轨道的2个电子的空间运动相同。但由于2电子的自旋方向相反，故同一轨道中的2个电子的运动状态不同。如O原子中电子运动状态有8种，而空间运动状态(即原子轨道)有5种。
②一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称为成对电子，即电子对；若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。
4．基态、激发态与原子光谱
(1)基态原子(处于最低能量状态的原子)发生电子向较高能级的跃迁形成激发态。
(2)不同元素原子(离子)的电子发生跃迁时会吸收或释放能量表现为不同颜色的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
5．核外电子排布的化学用语表示
写出下列原子或离子的①电子排布式、②价层电子的轨道表示式、③电子的空间运动状态数、④未成对电子数。
(1)P：①___________________________________________________________，
②__________________________________________________________________，
③________，④________。
(2)Cr：①__________________________________________________________，
②_______________________________________________________________，
③________，④________。
(3)Fe2＋：①________________________________________________________，
②_______________________________________________________________，
③________，④________。
(4)Cu：①__________________________________________________________，
②_______________________________________________________________，
③________，④________。
(5)Se：①___________________________________________________________，
②_______________________________________________________________，
③________，④________。
[答案] (1)①1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
②
③9 ④3
(2)①1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
② ③15 ④6
(3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)
② ③14 ④4
(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
② ③15 ④1
(5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)
② ③18 ④2
核外电子的排布与运动状态的表示
1．下列说法正确的是( )
A．基态原子电子能量的高低顺序为
E(1s)B．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理
C．磷元素基态原子的电子排布图为
D．N的价层电子排布图违反了洪特规则
[答案] D
2．下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
[解析] 核外电子占据电子层越高，能级越高，能量越高，反之能量越低。
[答案] D C
3．(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，其元素符号为__________；其价层电子排布图为________________________。
(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的元素符号为________，C＋的结构示意图为________。
(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________，其原子的结构示意图为________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子排布图为__________________________。
(6)G元素基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则G的价层电子排布式为______。
(7)H元素的基态原子4s和3d轨道电子半充满，则H原子的价层电子排布图为____________________________________________________________________，
未成对电子数为__________。
(8)核外电子有5种空间运动状态的基态原子相应的元素为________(填元素符号)。
[解析] (1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。
(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)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故E为Cu。
(5)F元素最外层电子排布式为2s22p4。
(6)G元素基态原子的L层电子排布式为 2s22p4，也是价层电子排布式。
(7)H元素基态原子的外围电子排布式为3d54s1，为Cr；其未成对电子数为6。
(8)核外电子有5种空间运动状态的原子有N(1s22s22p3)，O(1s22s22p4)，F(1s22s22p5)，Ne(1s22s22p6)。
[答案] (1)N
(2)Cl
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(5)2 2p
(6)2s22p4 (7) 6
(8)N、O、F、Ne
电子跃迁与原子光谱
4．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( )
A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C．1s22s2―→1s22s12p1
D．1s22s22peq \\al(1,x)―→1s22s22peq \\al(1,y)
B [A项，由基态→激发态，吸收能量，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放能量，形成发射光谱；C项，由基态→激发态，吸收能量，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。]
5．从电子跃迁的角度指出焰色试验呈现不同颜色光的原理是________________________________________________________________________。
[答案] 吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量
1．(2022·海南等级考，T5)钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是( )
A．钠元素的第一电离能大于钾
B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠
D．钠元素与钾元素的原子序数相差18
[答案] A
2．(2022·山东等级考，T3)eq \\al(13, 8)O、eq \\al(15, 8)O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：eq \\al(16, 8)O＋eq \\al(3,2)He→eq \\al(13, 8)O＋eq \\al(a,b)X；eq \\al(16, 8)O＋eq \\al(3,2)He→eq \\al(15, 8)O＋eq \\al(m,n)Y。下列说法正确的是( )
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C.eq \\al(13, 8)O、eq \\al(15, 8)O可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在eq \\al(13, 8)O2、eq \\al(15, 8)O2分子是因其化学键不稳定
[答案] B
3．(2022·真题精选)(1)(海南等级考)基态O原子的电子排布式________，其中未成对电子有________个。
(2)(河北选择性考试)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为________。
(3)(湖南选择性考试)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]________。
(4)(北京等级考)Fe2＋价层电子排布式为________。
(5)(全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________。(填标号)
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
[答案] (1)1s22s22p4 2 (2)1∶2或2∶1 (3)3d104s24p4 (4)3d6 (5)ad d
4．(2021·高考组合)(1)(广东选择性考试)基态硫原子价电子排布式为__________________________________________________________________。
(2)(湖南选择性考试)基态硅原子最外层的电子排布图为________。
(3)(全国乙卷)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量最低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
(4)(山东等级考)基态F原子核外电子运动状态有______种。
[答案] (1)3s23p4 (2) (3)AC (4)9
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A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为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原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是__________，B是__________，C是__________，D是__________，E是__________。
(2)写出A的三种核素符号________，________，________。
(3)与E的最外层电子数相同的同周期元素的价层电子排布式为__________________。
(4)写出C元素基态原子的电子排布式：________________________________________________________________________。
(5)用电子排布图表示D元素原子的价层电子排布为______________________。
[解析] A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢；B、D为同一族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝。
[答案] (1)H O Al S K(写元素名称也可)
(2)eq \\al(1,1)H eq \\al(2,1)H(或D) eq \\al(3,1)H(或T)
(3)3d54s1,3d104s1 (4)1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1 (5)
课时分层作业(二十四) 原子结构
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．被称为“人造太阳”的“东方超环”核聚变实验装置取得重大突破，该核聚变的基础原料是海水中提取的氘和氚。下列叙述错误的是( )
A．氘原子的相对原子质量约为2
B．氚原子内中子数和核外电子数之差为1
C．氘原子和氚原子互为同位素
D．海水中的H2O与D2O互为同素异形体
[答案] D
2．医学界通过用14C标记的C60发现了一种C60的羧酸衍生物，这种羧酸衍生物在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖。下列有关14C的叙述正确的是( )
A．与12C60的碳原子化学性质不同
B．与14N含的中子数相同
C．14C60是12C60的同素异形体
D．与12C互为同位素
D [同一种元素的化学性质是一样的，14C与12C60中碳原子的化学性质相同，故A错误；14C和14N的中子数分别为8、7，故B错误；14C60与12C60是碳元素的同种单质，不互为同素异形体，故C错误。]
3．下列有关化学用语正确的是( )
A．O原子的轨道表示式为
B．Cu2＋的价层电子排布式为3d9
C．Se的核外电子排布式为[Ar]4s24p4
D．Fe2＋的结构示意图
[答案] B
4．已知：①为纪念著名天文学家哥白尼，国际纯粹与应用化学联合会将112号元素的符号定为“Cn”，汉语名为“”；②合理利用核能符合“低碳经济”的要求，eq \\al(235, 92)U是核反应堆的重要原料；③锂被誉为“高能金属”，制取锂的原料是β-锂辉矿(主要成分是LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)。下列有关表述对上述所涉及元素的说法正确的是( )
A.eq \\al(277,112)Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55
B.eq \\al(235, 92)U和eq \\al(238, 92)U互为同位素，核反应属于化学变化
C．Ca与18Oeq \\al(2－,2)具有相同的电子数
D．Si2Oeq \\al(4－,6)中质子总数为76
D [A项，eq \\al(277,112)Cn的原子核内中子数为277－112＝165，与核外电子数之差为165－112＝53，错误；B项，eq \\al(235, 92)U和eq \\al(238, 92)U的质子数相等，但中子数不同，互为同位素，核反应属于核变化但不属于化学变化，错误；C项，Ca的核外电子数为20,18Oeq \\al(2－,2)的核外电子数为8×2＋2＝18，错误；D项，Si2Oeq \\al(4－,6)中质子总数为14×2＋8×6＝76，正确。]
5．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，它与2H原子组成2HmX分子，此分子含N个中子，在a g 2HmX中所含电子的物质的量是( )
A.eq \f(a,A＋2m)(A－N＋m)ml
B.eq \f(a,A＋m)(A－N)ml
C.eq \f(a,A＋m)(A－N＋m)ml
D.eq \f(a,A＋2m)(A－N＋2m)ml
D [2HmX分子含N个中子，则X原子含中子数为(N－m)，由X原子的质量数为A可知，质子数为(A－N＋m)，则每个2HmX分子含有质子数为(A－N＋2m)，a g 2HmX的物质的量为eq \f(a,2m＋A) ml，因中性分子中质子数等于电子数，则a g 2HmX中所含电子的物质的量是eq \f(a,2m＋A)(A－N＋2m)ml，故选D。]
6．下列有关电子排布图的表述正确的是( )
A. 可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B. 违背了泡利不相容原理
C. 表示基态N原子的价电子排布
D. 表示处于激发态的B的电子排布图
A [单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋相反，A项正确；此电子排布图违背了洪特规则，B项错误；N原子的价电子排布图为，C项错误；该电子排布图中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，D项错误。]
7．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是 ( )
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
[答案] A
8．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是 ( )
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
A [由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，故只有A正确。]
二、非选择题
9．元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为________________。
[解析] 因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为。
[答案] 2p 三个互相垂直的伸展 氮 S
10．(1)下列原子或离子的电子排布正确的是____________(填标号，下同)，违反能量最低原理的是____________，违反洪特规则的是____________，违反泡利不相容原理的是____________。
①Ca2＋：1s22s22p63s23p6
②F－：1s22s23p6
③P:
④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2＋：1s22s22p6
⑦C:
(2)①氮原子价层电子的轨道表示式为___________________________。
②C基态原子核外电子排布式为_____________________________________。
③Fe3＋基态核外电子排布式为_________________________________________。
[解析] (1)根据核外电子排布规律，②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则，价层电子的轨道表示式应为；④中忽略了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；⑦中违反泡利不相容原理，正确的应为。(2)①氮是7号元素，其价层电子的轨道表示式为 。②C的原子序数为27，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。③Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
[答案] (1)①⑤⑥ ②④ ③ ⑦
(2)①
②1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)
③1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
11．已知在高于1 000 ℃的条件下，4CuOeq \(=====,\s\up7(高温))2Cu2O＋O2↑，故CuO、Cu2O在高温下________较稳定，其原因是______________________________________________________________________________________________________。
[答案] Cu2O Cu2O中Cu＋的3d为3d10，全充满，能量较低，较稳定
12．现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前4周期。A元素原子的核外电子数与其所在周期数相等；B元素原子核外在3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相同；D元素原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素是生活中应用最广泛的金属元素，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
(1)E元素基态原子的价层电子排布式为______，价层电子排布图为________。
(2)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，其结构式分别为________、________。
(3)E3＋比E2＋稳定的原因是_________________________________________________________________________________________________________________。
(4)B、D核外未成对电子数分别为______、______。
(5)D的离子结构示意图为________。
[解析] 由题意知：A为H，B为C，C为N，D为O，E为Fe。
[答案] (1)3d64s2
(2) (3)Fe3＋的3d轨道为半充满状态，能量低、稳定
(4)2 2 (5)
核素
eq \\al(235, 92)U
eq \\al(14, 6)C
eq \\al(2,1)H
eq \\al(3,1)H
eq \\al(18, 8)O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
同位素
同素异形体
同分异构体
研究对象
核素原子
单质
化合物
“同”含义
质子数相同
元素相同
分子式相同
“异”含义
中子数不同
性质不同
结构不同
电子层
K
L
M
N
……
能级
1s
2s、2p
3s、3p、3d
4s、4p、4d、4f
……
原子轨道数目
1
1＋3＝4
1＋3＋5＝9
1＋3＋5＋7＝16
……
最多容纳电子数目
2
8
18
32
……
表示方法
以硫原子为例
原子结构示意图
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
轨道表示式(电子排布图)

价层电子排布式(图)