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【易错考点讲义】高中化学（人教版2019）选修第二册--第01讲：原子核外电子排布原理 易错考点讲义
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第01讲 原子核外电子排布原理
易混易错聚焦
一、聚焦能层、能级的易混易错点
1．能层数＝电子层数，能级数＝能层序数。即：第一能层(K,1层电子)，只有s能级；第二能层(L,2层电子)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量，第三能层(M,3层电子)，有s、p、d三种能级。
(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。
(2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns
2．(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。
3．每一能层中能级顺序依次为：ns、np、nd、nf……，故每个能层都有s能级，第二能层出现p能级，第三能层才有d能级，第四能层才有f能级。
二、聚焦电子排布图式书写的易混易错点
书写电子排布图式的“七”注意
(1)一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。
(2)不同能级中的□要相互分开，同一能级中的□要相互连接。
(3)整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。
(4)当□中有2个电子时，它们的自旋状态必须相反。
(5)基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
(6)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
(7)要注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。
三、聚焦电子跃迁的易混易错点
(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
四、聚焦原子核外电子排布的易混易错点
“两原理，一规则”的正确理解
(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。
书写基态原子电子排布时，应注意以下易错点：
(违反能量最低原理)
(违反泡利原理)
(违反洪特规则)
(违反洪特规则)
(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定
如ns2、np3、np6
Cr：3d54s1 Mn：3d54s2
Cu：3d104s1 Zn：3d104s2
(3)由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。
易错典例分析
易错典例1
1．下面是第二周期部分元素基态原子的电子排布图，据此下列说法错误的是
A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子
B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道
C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)
D．N原子中有5种电子运动状态
易错典例2
2．下列说法错误的是
A．电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理
B．基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理
C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s5p4d6s4f5d6p
D．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……，当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
举一反三1
jYFs
3．下列叙述正确的是
A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子
B．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子
C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
举一反三2
jYFs
4．下列说法正确的是
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子一定属于同一族
B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种
C．最外层电子排布为ns2的元素都属于s区
D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素的最高能级为2p
举一反三3
jYFs
5．下列各项叙述错误的是
A．具有如下电子层结构的两种原子：3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子，这两种原子相应的元素不一定同一主族
B．若硫原子核外电子排布图为违反了泡利原理
C．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
易混易错剖析
1．构造原理
(1)能级序数与能层能量之间有什么关系？
(2)在同一能层中，各能级间的能量关系如何？
(3)当能层不同，能级相同时，其能量关系如何？
(4)高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗？
【细剖精析】
(1)随着能级序数n的增大，能层能量逐渐升高，即E(K)
升高，即E(ns)
(4)不一定，不同能层的能级上，能量有交错现象，
如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、
E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。
2．电子按构造原理排布时，先排在4s轨道，再排3d轨道，为什么？而失电子时，是先失4s轨道上的，还是先失3d轨道上的？
【细剖精析】
先排4s轨道再排3d轨道，原因是3d轨道能量高，而失电子时，却先失4s轨道上的。
2．为什么同周期的ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的，ⅤA族的大于ⅥA族的？如I1(Al)
主要是因为ⅡA族元素原子最外电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状态，ⅤA族的元素原子最外层3个能量相同的p轨道处于半充满状态，均属于相对稳定的状态，故这两个主族的元素原子相对难失去第1个电子，第一电离能相对较大，属于电离能周期性变化的特例。
3．怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密？
【细剖精析】
(1)电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。
(2)一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。
(3)电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。
3．基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。
【细剖精析】
基态原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图(或称原子结构简图)可表示核外电子分层排布和核内质子数，如。
(2)电子式可表示原子最外层电子数目，如。
(3)电子排布式
①用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。例如：K：1s22s22p63s23p64s1。
②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。如K：[Ar]4s1。
(4)电子排布图(又称为轨道表示式)
每个圆圈(或方框)代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布图如图所示。
4．每一能层最多容纳的电子数与能层序数(n)之间有怎样的关系？
【细剖精析】
原子核外每一能层最多容纳的电子数为2n2。
5．英文字母相同的不同能级容纳的电子数是否相同？能量的高低有怎样的关系？
【细剖精析】
英文字母相同的不同能级容纳的电子数相同。能层序数越大(离核越远)能量越高，如：1s<2s<3s<4s。
6．金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同的焰色的原因是什么？
【细剖精析】
激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。释放的能量不同，光的颜色不同。
7．为什么原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32?
【细剖精析】
ns、np、nd、nf……能级最多可容纳的电子数目依次为1、3、5、7……的2倍。根据构造原理知，原子的最外层由ns、np两个能级构成，排满时排1×2＋3×2＝8个电子；次外层由(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d三个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＝18个电子；倒数第三层由(n－2)s、(n－2)p、(n－2)d、(n－2)f四个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＋7×2＝32个电子，故原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32。
8．电子层(能层)能理解为电子在核外一薄层空间内运动吗？
【细剖精析】
电子层(能层)不能理解为电子在核外一薄层空间内运动，而是按电子能量不同来划分的。
9．同一能层的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，各个轨道上的电子具有分立的能量。这句话是否正确？
【细剖精析】
正确。通常状况下，同一能层的电子，根据能量高低分为不同的能级，各能级电子只能在特定的、分立的轨道上运动，同一能级的电子的能量相同。
10．电子可以在不同的轨道间发生跃迁。这句话是否正确？
【细剖精析】
正确。电子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级形成吸收光谱，处于较高能级的电子可跃迁到低能级形成发射光谱。
核心知识梳理
一、能层与能级
1．能层
(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。
(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
2．能级
(1)定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。
(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
(3)在任一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf……(n代表能层序数)，能量依次升高，即在第n层中，不同能级的能量大小顺序是E(ns)
由上表可知：
①能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。
② s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是2n2。
3．原子轨道：原子中的单个电子的空间运动状态。
原子轨道
轨道形状
轨道个数
s
球形
1
p
哑铃形
3
4．能层与能级类似楼层与楼梯之间的关系，能层是楼层，能级是楼梯的阶级，如图所示。
二、基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原则
电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
警示：所有电子排布规则都需满足能量最低原则。
(2)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。
(3)洪特规则
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占据一个轨道，且自旋方向相同。如2p3的电子排布为，不能表示为
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(4)绝大多数元素的原子核外电子的排布顺序遵循构造原理。
(5)“能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布；当出现f轨道时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布。从第三能层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。
三、电子排布式书写
(1)“三步法”书写电子排布式
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。
第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……
第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。
第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。
(2)简化的电子排布式
将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。
(3)特例
Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。
(4)离子的电子排布式书写
基态原子转化为相应离子时的一般规律：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上。如Fe位于第四周期第Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。
(5)原子结构的几种表达形式：
①结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。
②核组成式：如O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。
③电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。
④电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。
⑤价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
四、基态与激发态 原子光谱
1．基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化
2．光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
易错通关基础练
1．下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是
A．各能层含有的能级数等于能层序数减1
B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍
D．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
2．下列说法正确的是
A．2p能级有3个轨道
B．1s、2s、3s的电子云轮廓图形状不同
C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形
D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
3．下列各项叙述中，正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．硬度：金刚石>晶体硅
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
4．肯定属于同族元素且性质相似的是
A．原子核外电子排布式：A为1s2s2，B为1s2
B．结构示意图：A为B为
C．基态A原于2p轨道上有1个未成对电子，基态B原子3p轨道上也有1个未成对电子
D．基态A原子2p轨道上有一对成对电子，基态B原子3p轨道上也有一对成对电子
5．下列各项叙述中，正确的是
A．Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多
B．价电子排布为4s24p3的元素位于第4周期VA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量相等
D．氮原子的最外层电子轨道表示式：违背了泡利规则
6．下列说法正确的是
A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族
B．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C．d区元素的原子一定都有d轨道电子
D．基态原子价电子排布式为nsnnPn的元素一定是金属元素
7．下列有关化学用语描述正确的是
A．四氯化碳的比例模型：
B．铍原子最外层原子轨道示意图：
C．铬原子价电子排布式： 3d54s1
D．基态O原子的轨道表示式：
8．下列各项叙述中，正确的是
A．SO2分子的空间构型与它的VSEPR模型一致
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第I A族，是s区元素
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同
D．s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性不相同
易错通关能力练
1．下列关于能层和能级的说法正确的是
A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2
B．能层序数较大的能级，能量不一定较高
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多
2．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是
A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形
B．铋元素的相对原子质量是209.0
C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子
D．铋原子最外层有5个能量相同的电子
3．第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为
A．3、32、2× 32 B．4、42、2× 32 C．5、42、5× 32 D．4、42、2× 42
4．下列电子排布中，原子处于激发状态的是
A．
B．
C．
D．
5．下列说法正确的是
A．氧原子的电子排布图：最外层违背了洪特规则
B．在基态多电子原子中，p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量
C．因O的电负性比N的大，故O的第一电离能比N的大
D．根据原子核外电子排布的特点Cu在元素周期表中位于s区
6．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：
①元素周期系中第ⅠA 族元素统称为碱金属元素
②元素周期系的形成是由原子的结构决定的
③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等
⑤基态原子核外电子排布式为 1s22s22p3 和 1s22s22p63s23p3 的两元素位于同一周期
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多
你认为正确的是
A．①②③⑤⑥ B．②⑥ C．①④⑥ D．②③⑤
7．下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是
A．Ca2+：1s22s22p63s23p6
B．F-：1s22s23p6
C．P：最外层电子排布图为
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
8．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是
A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数也增多
D．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
9．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确的是
A．原子的核外电子处于能量最低的状态称为基态
B．在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子
C．原子核外电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会辐射或吸收能量
D．电子云图中点密集的地方表示电子在此处单位体积内出现的数量多
10．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是
A．一个原子轨道上只有一个电子
B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同
11．下列说法中正确的是
A．含离子键，在熔融状态下能导电
B．轨道上的电子一定比轨道能量高
C．价电子越多的金属元素的金属性越强
D．第四周期元素的基态原子中，未成对电子数最多的是
12．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。
(2)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。
(3)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)
①K+：
②F：
③P：
④Cu：
⑤Fe2+：
⑥Mg：
⑦O：
第01讲 原子核外电子排布原理
易混易错聚焦
一、聚焦能层、能级的易混易错点
1．能层数＝电子层数，能级数＝能层序数。即：第一能层(K,1层电子)，只有s能级；第二能层(L,2层电子)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量，第三能层(M,3层电子)，有s、p、d三种能级。
(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。
(2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns
2．(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。
3．每一能层中能级顺序依次为：ns、np、nd、nf……，故每个能层都有s能级，第二能层出现p能级，第三能层才有d能级，第四能层才有f能级。
二、聚焦电子排布图式书写的易混易错点
书写电子排布图式的“七”注意
(1)一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。
(2)不同能级中的□要相互分开，同一能级中的□要相互连接。
(3)整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。
(4)当□中有2个电子时，它们的自旋状态必须相反。
(5)基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
(6)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
(7)要注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。
三、聚焦电子跃迁的易混易错点
(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
四、聚焦原子核外电子排布的易混易错点
“两原理，一规则”的正确理解
(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。
书写基态原子电子排布时，应注意以下易错点：
(违反能量最低原理)
(违反泡利原理)
(违反洪特规则)
(违反洪特规则)
(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定
如ns2、np3、np6
Cr：3d54s1 Mn：3d54s2
Cu：3d104s1 Zn：3d104s2
(3)由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。
易错典例分析
易错典例1
1．下面是第二周期部分元素基态原子的电子排布图，据此下列说法错误的是
A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子
B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道
C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)
D．N原子中有5种电子运动状态
易错典例2
2．下列说法错误的是
A．电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理
B．基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理
C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s5p4d6s4f5d6p
D．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……，当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
举一反三1
jYFs
3．下列叙述正确的是
A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子
B．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子
C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
举一反三2
jYFs
4．下列说法正确的是
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子一定属于同一族
B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种
C．最外层电子排布为ns2的元素都属于s区
D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素的最高能级为2p
举一反三3
jYFs
5．下列各项叙述错误的是
A．具有如下电子层结构的两种原子：3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子，这两种原子相应的元素不一定同一主族
B．若硫原子核外电子排布图为违反了泡利原理
C．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
易混易错剖析
1．构造原理
(1)能级序数与能层能量之间有什么关系？
(2)在同一能层中，各能级间的能量关系如何？
(3)当能层不同，能级相同时，其能量关系如何？
(4)高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗？
【细剖精析】
(1)随着能级序数n的增大，能层能量逐渐升高，即E(K)
升高，即E(ns)
(4)不一定，不同能层的能级上，能量有交错现象，
如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、
E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。
2．电子按构造原理排布时，先排在4s轨道，再排3d轨道，为什么？而失电子时，是先失4s轨道上的，还是先失3d轨道上的？
【细剖精析】
先排4s轨道再排3d轨道，原因是3d轨道能量高，而失电子时，却先失4s轨道上的。
2．为什么同周期的ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的，ⅤA族的大于ⅥA族的？如I1(Al)
主要是因为ⅡA族元素原子最外电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状态，ⅤA族的元素原子最外层3个能量相同的p轨道处于半充满状态，均属于相对稳定的状态，故这两个主族的元素原子相对难失去第1个电子，第一电离能相对较大，属于电离能周期性变化的特例。
3．怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密？
【细剖精析】
(1)电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。
(2)一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。
(3)电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。
3．基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。
【细剖精析】
基态原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图(或称原子结构简图)可表示核外电子分层排布和核内质子数，如。
(2)电子式可表示原子最外层电子数目，如。
(3)电子排布式
①用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。例如：K：1s22s22p63s23p64s1。
②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。如K：[Ar]4s1。
(4)电子排布图(又称为轨道表示式)
每个圆圈(或方框)代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布图如图所示。
4．每一能层最多容纳的电子数与能层序数(n)之间有怎样的关系？
【细剖精析】
原子核外每一能层最多容纳的电子数为2n2。
5．英文字母相同的不同能级容纳的电子数是否相同？能量的高低有怎样的关系？
【细剖精析】
英文字母相同的不同能级容纳的电子数相同。能层序数越大(离核越远)能量越高，如：1s<2s<3s<4s。
6．金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同的焰色的原因是什么？
【细剖精析】
激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。释放的能量不同，光的颜色不同。
7．为什么原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32?
【细剖精析】
ns、np、nd、nf……能级最多可容纳的电子数目依次为1、3、5、7……的2倍。根据构造原理知，原子的最外层由ns、np两个能级构成，排满时排1×2＋3×2＝8个电子；次外层由(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d三个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＝18个电子；倒数第三层由(n－2)s、(n－2)p、(n－2)d、(n－2)f四个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＋7×2＝32个电子，故原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32。
8．电子层(能层)能理解为电子在核外一薄层空间内运动吗？
【细剖精析】
电子层(能层)不能理解为电子在核外一薄层空间内运动，而是按电子能量不同来划分的。
9．同一能层的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，各个轨道上的电子具有分立的能量。这句话是否正确？
【细剖精析】
正确。通常状况下，同一能层的电子，根据能量高低分为不同的能级，各能级电子只能在特定的、分立的轨道上运动，同一能级的电子的能量相同。
10．电子可以在不同的轨道间发生跃迁。这句话是否正确？
【细剖精析】
正确。电子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级形成吸收光谱，处于较高能级的电子可跃迁到低能级形成发射光谱。
核心知识梳理
一、能层与能级
1．能层
(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。
(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
2．能级
(1)定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。
(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
(3)在任一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf……(n代表能层序数)，能量依次升高，即在第n层中，不同能级的能量大小顺序是E(ns)
由上表可知：
①能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。
② s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是2n2。
3．原子轨道：原子中的单个电子的空间运动状态。
原子轨道
轨道形状
轨道个数
s
球形
1
p
哑铃形
3
4．能层与能级类似楼层与楼梯之间的关系，能层是楼层，能级是楼梯的阶级，如图所示。
二、基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原则
电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
警示：所有电子排布规则都需满足能量最低原则。
(2)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。
(3)洪特规则
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占据一个轨道，且自旋方向相同。如2p3的电子排布为，不能表示为
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(4)绝大多数元素的原子核外电子的排布顺序遵循构造原理。
(5)“能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布；当出现f轨道时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布。从第三能层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。
三、电子排布式书写
(1)“三步法”书写电子排布式
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。
第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……
第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。
第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。
(2)简化的电子排布式
将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。
(3)特例
Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。
(4)离子的电子排布式书写
基态原子转化为相应离子时的一般规律：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上。如Fe位于第四周期第Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。
(5)原子结构的几种表达形式：
①结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。
②核组成式：如O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。
③电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。
④电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。
⑤价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
四、基态与激发态 原子光谱
1．基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化
2．光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
易错通关基础练
1．下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是
A．各能层含有的能级数等于能层序数减1
B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍
D．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
2．下列说法正确的是
A．2p能级有3个轨道
B．1s、2s、3s的电子云轮廓图形状不同
C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形
D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
3．下列各项叙述中，正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．硬度：金刚石>晶体硅
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
4．肯定属于同族元素且性质相似的是
A．原子核外电子排布式：A为1s2s2，B为1s2
B．结构示意图：A为B为
C．基态A原于2p轨道上有1个未成对电子，基态B原子3p轨道上也有1个未成对电子
D．基态A原子2p轨道上有一对成对电子，基态B原子3p轨道上也有一对成对电子
5．下列各项叙述中，正确的是
A．Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多
B．价电子排布为4s24p3的元素位于第4周期VA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量相等
D．氮原子的最外层电子轨道表示式：违背了泡利规则
6．下列说法正确的是
A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族
B．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C．d区元素的原子一定都有d轨道电子
D．基态原子价电子排布式为nsnnPn的元素一定是金属元素
7．下列有关化学用语描述正确的是
A．四氯化碳的比例模型：
B．铍原子最外层原子轨道示意图：
C．铬原子价电子排布式： 3d54s1
D．基态O原子的轨道表示式：
8．下列各项叙述中，正确的是
A．SO2分子的空间构型与它的VSEPR模型一致
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第I A族，是s区元素
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同
D．s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性不相同
易错通关能力练
1．下列关于能层和能级的说法正确的是
A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2
B．能层序数较大的能级，能量不一定较高
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多
2．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是
A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形
B．铋元素的相对原子质量是209.0
C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子
D．铋原子最外层有5个能量相同的电子
3．第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为
A．3、32、2× 32 B．4、42、2× 32 C．5、42、5× 32 D．4、42、2× 42
4．下列电子排布中，原子处于激发状态的是
A．
B．
C．
D．
5．下列说法正确的是
A．氧原子的电子排布图：最外层违背了洪特规则
B．在基态多电子原子中，p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量
C．因O的电负性比N的大，故O的第一电离能比N的大
D．根据原子核外电子排布的特点Cu在元素周期表中位于s区
6．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：
①元素周期系中第ⅠA 族元素统称为碱金属元素
②元素周期系的形成是由原子的结构决定的
③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等
⑤基态原子核外电子排布式为 1s22s22p3 和 1s22s22p63s23p3 的两元素位于同一周期
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多
你认为正确的是
A．①②③⑤⑥ B．②⑥ C．①④⑥ D．②③⑤
7．下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是
A．Ca2+：1s22s22p63s23p6
B．F-：1s22s23p6
C．P：最外层电子排布图为
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
8．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是
A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数也增多
D．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
9．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确的是
A．原子的核外电子处于能量最低的状态称为基态
B．在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子
C．原子核外电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会辐射或吸收能量
D．电子云图中点密集的地方表示电子在此处单位体积内出现的数量多
10．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是
A．一个原子轨道上只有一个电子
B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同
11．下列说法中正确的是
A．含离子键，在熔融状态下能导电
B．轨道上的电子一定比轨道能量高
C．价电子越多的金属元素的金属性越强
D．第四周期元素的基态原子中，未成对电子数最多的是
12．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。
(2)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。
(3)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)
①K+：
②F：
③P：
④Cu：
⑤Fe2+：
⑥Mg：
⑦O：
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