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微專題一　核外電子排布的表示方法、書寫及應(yīng)用
一、核外電子排布的表示方法
原子(或離子)結(jié)構(gòu)示意圖 含義 將每個電子層上的電子總數(shù)表示在原子核外的圖示形式
實例
電子排布式 含義 用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)，并按照電子層從左到右的順序排列的式子
實例 K：1s22s22p63s23p64s1
簡化電子排布式 含義 為了避免電子排布式書寫過于煩瑣，把內(nèi)層電子達到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號表示
實例 K：［Ar］4s1
軌道表示式 含義 每個方框代表一個　　　　　，每個箭頭代表一個　　　　
意義 能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)
實例 Al：
電子式 含義 化學(xué)中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子，相應(yīng)的式子叫電子式
實例
1.下列化學(xué)用語的表達正確的是(　　)
A.原子核內(nèi)有10個中子的氧原子：O
B.氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖：
C.基態(tài)Fe3+的最外層電子排布式：3s23p63d5
D.基態(tài)銅原子的價電子軌道表示式：
2.下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是(　　)
A.基態(tài)Cr原子的價電子軌道表示式：
B.KCl的電子式：
C.基態(tài)Mn原子的簡化電子排布式為［Ar］3d54s2
D.F的原子結(jié)構(gòu)示意圖：
3.下列幾種表示電子排布的方法中正確的是(　　)
A.基態(tài)32Ge原子的電子排布式：4s24p2
B.基態(tài)28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1
C.基態(tài)O原子的軌道表示式：
D.基態(tài)29Cu+的價電子排布式：3d94s1
二、原子核外電子的運動狀態(tài)描述與判斷
1.多電子原子中電子運動狀態(tài)的描述
(1)多電子原子中電子的運動狀態(tài)應(yīng)從哪些方面描述？
(2)原子中有沒有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子，為什么？試舉例說明。
2.基態(tài)原子中未成對電子(單電子)的判斷
(1)未成對電子的含義
一個原子軌道中只有1個電子時，該電子即為未成對電子。一個原子軌道中有2個自旋狀態(tài)相反的電子，這2個電子稱為成對電子。
(2)寫出符合下列條件的1~36號元素的元素符號：
①有1個未成對電子：　　　 　　　　　　　　　　　　。
②有2個未成對電子：　　　 　　　　　　　　　　　　。
③有3個未成對電子：　　　　。
④有4個未成對電子：　　　　。
⑤有5個未成對電子：　　　　。
⑥有6個未成對電子：　　　　。
4.(2023·四川雅安中學(xué)月考)下列元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是(　　)
A.C B.N
C.O D.F
5.(1)［2022·河北，17(4)］將含有未成對電子的物質(zhì)置于外磁場中，會使磁場強度增大，稱其為順磁性物質(zhì)，下列物質(zhì)中，屬于順磁性物質(zhì)的是　　　　　　(填標(biāo)號)。
A.［Cu(NH3)2］Cl B.［Cu(NH3)4］SO4
C.［Zn(NH3)4］SO4 D.Na2［Zn(OH)4］
(2)［2020·全國卷Ⅰ，35(1)］基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為　　　　。
(3)［2019·海南，19-Ⅱ(1)］Mn位于元素周期表中第4周期　　族，基態(tài)Mn原子核外未成對電子有　　　個。
三、核外電子排布的規(guī)范書寫
1.核外電子排布式與原子結(jié)構(gòu)示意圖、軌道表示式(電子排布圖)的關(guān)系
原子結(jié)構(gòu)示意圖→電子排布式→軌道表示式逐步細化核外電子的運動狀態(tài)。
2.核外電子排布表示方法的常見誤區(qū)
(1)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n-1)d放在ns前，
如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，
Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。
(2)在畫基態(tài)原子的軌道表示式時，常出現(xiàn)以下錯誤：
①（違反能量最低原理）；
②（違反泡利不相容原理）；
③（違反洪特規(guī)則）；
④（違反洪特規(guī)則）；
⑤畫軌道表示式時，不能省略空軌道。如C的軌道表示式應(yīng)為 ，而不是 。
6.下列說法錯誤的是(　　)
A.ns電子的能量可能低于(n-1)p電子的能量
B.基態(tài)6C原子的電子排布式為1s22s22，違反了洪特規(guī)則
C.基態(tài)21Sc原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d3，違反了能量最低原理
D.基態(tài)22Ti原子的電子排布式：1s22s22p63s23p10，違反了泡利不相容原理
7.A、B、C、D、E代表前4周期的五種元素，原子序數(shù)依次增大。請?zhí)羁眨?br/>(1)A元素基態(tài)原子有7個不同運動狀態(tài)的電子，其軌道表示式為　　　　。
(2)B元素的負一價離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同，B離子的結(jié)構(gòu)示意圖為　　　　。
(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，C的元素符號為　　　　，該元素在周期表中的位置為　　　　。
(4)D元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，且只有一個未成對電子，D的元素基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　　　　　　　　　，在元素周期表中的位置為　　　　　　。
(5)E元素基態(tài)原子中沒有未成對電子，E的價電子排布式是　　　　　　　　。
答案精析
一、
原子軌道　電子
跟蹤訓(xùn)練
1.C　［原子核內(nèi)有10個中子的氧原子的質(zhì)量數(shù)為10+8=18，應(yīng)該表示為O，故A錯誤；氯原子核外電子總數(shù)為17，則氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，故B錯誤；鐵為26號元素，鐵離子最外層電子數(shù)為13，根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Fe3+的最外層電子排布式為3s23p63d5，故C正確；Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，基態(tài)原子價電子排布式為3d104s1，軌道表示式為 ，故D錯誤。］
2.C　［基態(tài)Cr原子的價電子排布式為3d54s1，軌道表示式為，故A錯誤；KCl是離子化合物，其電子式：，故B錯誤；F的原子結(jié)構(gòu)示意圖：，故D錯誤。］
3.C　［基態(tài)32Ge原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，A錯誤；基態(tài)28Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，B錯誤；電子層高的電子先失去，即先失去4s電子，后失去3d電子，基態(tài)Cu+的價電子排布式為3d10，D錯誤。］
二、
1.(1)應(yīng)該從電子層(量子數(shù))、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)四個方面進行描述。
(2)沒有，因為處于同一電子層、同一能級、同一原子軌道上的兩個電子，自旋狀態(tài)一定不同。例如氟原子核外電子排布可描述為1s22s22p5，由于各原子軌道中的電子自旋狀態(tài)不同，所以9個電子的運動狀態(tài)互不相同(答案合理即可)。
2.(2)①H、Li、Na、K、B、Al、Ga、F、Cl、Br、Sc、Cu
②C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni
③N、P、As、V、Co　④Fe　⑤Mn　⑥Cr
跟蹤訓(xùn)練
4.B　［C元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p2，有2個未成對電子；N元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p3，有3個未成對電子；O元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4，有2個未成對電子；F元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p5，有1個未成對電子；元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是N，故選B項。］
5.(1)B　(2)4∶5　(3)ⅦB　5
解析　(1)根據(jù)題意，具有順磁性物質(zhì)含有未成對電子。選項B，［Cu(NH3)4］SO4中的Cu2+價電子排布是3d9，有未成對電子，符合題意。
三、
跟蹤訓(xùn)練
6.A　［電子的能量與電子層、能級有關(guān)，ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量，A錯誤；根據(jù)洪特規(guī)則知，2p能級上的兩個電子應(yīng)排在兩個不同軌道上，B正確；根據(jù)能量最低原理知，電子先排能量低的軌道，后排能量高的軌道，故應(yīng)先排4s軌道，即電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，C正確；根據(jù)泡利不相容原理知，3p能級最多容納6個電子，D正確。］
7.(1)
(2)
(3)Fe　第4周期Ⅷ族
(4)1s22s22p63s23p63d104s1(或［Ar］3d104s1)　第4周期ⅠB族
(5)3d104s2或4s24p6
解析　(2)因為B-的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同，即核外電子數(shù)相同，所以B元素的質(zhì)子數(shù)為18-1=17，則B-為Cl-，其結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，C的元素符號為Fe，位于第4周期Ⅷ族。(4)D元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，且只有一個未成對電子，則E為Cu，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或［Ar］3d104s1，位于第4周期ⅠB族。(5)E元素基態(tài)原子中沒有未成對電子，且E的原子序數(shù)在五種元素中最大，因此E元素為30號元素Zn或36號元素Kr，其價電子排布式為3d104s2或4s24p6。(共29張PPT)
核外電子排布的表示方法、書寫及應(yīng)用
微專題一
第1章　第2節(jié)
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一、核外電子排布的表示方法
原子(或離子)結(jié)構(gòu)示意圖 含義 將每個電子層上的電子總數(shù)表示在原子核外的圖示形式
實例

電子排 布式 含義 用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)，并按照電子層從左到右的順序排列的式子
實例 K：1s22s22p63s23p64s1
簡化電子排布式 含義 為了避免電子排布式書寫過于煩瑣，把內(nèi)層電子達到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號表示
實例 K：［Ar］4s1
軌道表示式 含義 每個方框代表一個 ，每個箭頭代表一個_____
意義 能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)
實例 Al：
電子式 含義 化學(xué)中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子，相應(yīng)的式子叫電子式
實例
原子軌道
電子
1.下列化學(xué)用語的表達正確的是
A.原子核內(nèi)有10個中子的氧原子:
B.氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖：
C.基態(tài)Fe3+的最外層電子排布式：3s23p63d5
D.基態(tài)銅原子的價電子軌道表示式：
跟蹤訓(xùn)練
√
原子核內(nèi)有10個中子的氧原子的質(zhì)量數(shù)為10+8=18，應(yīng)該表示為O，故A錯誤；
氯原子核外電子總數(shù)為17，則氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ，故B錯誤；
鐵為26號元素，鐵離子最外層電子數(shù)為13，根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Fe3+
的最外層電子排布式為3s23p63d5，故C正確；
Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，基態(tài)原子價電子排布式為
3d104s1，軌道表示式為 ，故D錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
2.下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是
A.基態(tài)Cr原子的價電子軌道表示式：
B.KCl的電子式：
C.基態(tài)Mn原子的簡化電子排布式為［Ar］3d54s2
D.F的原子結(jié)構(gòu)示意圖：
跟蹤訓(xùn)練
√
基態(tài)Cr原子的價電子排布式為3d54s1，
軌道表示式為 ，故A錯誤；
KCl是離子化合物，其電子式： ，故B錯誤；
F的原子結(jié)構(gòu)示意圖： ，故D錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
3.下列幾種表示電子排布的方法中正確的是
A.基態(tài)32Ge原子的電子排布式：4s24p2
B.基態(tài)28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1
C.基態(tài)O原子的軌道表示式：
D.基態(tài)29Cu+的價電子排布式：3d94s1
跟蹤訓(xùn)練
√
基態(tài)32Ge原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，A錯誤；
基態(tài)28Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，B錯誤；
電子層高的電子先失去，即先失去4s電子，后失去3d電子，基態(tài)Cu+的價電子排布式為3d10，D錯誤。
跟蹤訓(xùn)練
二、原子核外電子的運動狀態(tài)描述與判斷
1.多電子原子中電子運動狀態(tài)的描述
(1)多電子原子中電子的運動狀態(tài)應(yīng)從哪些方面描述？
答案　應(yīng)該從電子層(量子數(shù))、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)四個方面進行描述。
(2)原子中有沒有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子，為什么？試舉例說明。
答案　沒有，因為處于同一電子層、同一能級、同一原子軌道上的兩個電子，自旋狀態(tài)一定不同。例如氟原子核外電子排布可描述為1s22s22p5，由于各原子軌道中的電子自旋狀態(tài)不同，所以9個電子的運動狀態(tài)互不相同(答案合理即可)。
2.基態(tài)原子中未成對電子(單電子)的判斷
(1)未成對電子的含義
一個原子軌道中只有1個電子時，該電子即為未成對電子。一個原子軌道中有2個自旋狀態(tài)相反的電子，這2個電子稱為成對電子。
(2)寫出符合下列條件的1~36號元素的元素符號：
①有1個未成對電子： 。
②有2個未成對電子： 。
③有3個未成對電子： 。
④有4個未成對電子： 。
⑤有5個未成對電子： 。
⑥有6個未成對電子： 。
H、Li、Na、K、B、Al、Ga、F、Cl、Br、Sc、Cu
C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni
N、P、As、V、Co
Fe
Mn
Cr
4.(2023·四川雅安中學(xué)月考)下列元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是
A.C B.N
C.O D.F
跟蹤訓(xùn)練
√
C元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p2，有2個未成對電子；N元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p3，有3個未成對電子；O元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4，有2個未成對電子；F元素基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p5，有1個未成對電子；元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是N，故選B項。
跟蹤訓(xùn)練
5.(1)［2022·河北，17(4)］將含有未成對電子的物質(zhì)置于外磁場中，會使磁場強度增大，稱其為順磁性物質(zhì)，下列物質(zhì)中，屬于順磁性物質(zhì)的是　(填標(biāo)號)。
A.［Cu(NH3)2］Cl B.［Cu(NH3)4］SO4
C.［Zn(NH3)4］SO4 D.Na2［Zn(OH)4］
跟蹤訓(xùn)練
B
根據(jù)題意，具有順磁性物質(zhì)含有未成對電子。選項B，［Cu(NH3)4］SO4中的Cu2+價電子排布是3d9，有未成對電子，符合題意。
跟蹤訓(xùn)練
(2)［2020·全國卷Ⅰ，35(1)］基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為　　　。
(3)［2019·海南，19-Ⅱ(1)］Mn位于元素周期表中第4周期　　族，基態(tài)Mn原子核外未成對電子有　個。
跟蹤訓(xùn)練
4∶5
ⅦB
5
三、核外電子排布的規(guī)范書寫
1.核外電子排布式與原子結(jié)構(gòu)示意圖、軌道表示式(電子排布圖)的關(guān)系
原子結(jié)構(gòu)示意圖→電子排布式→軌道表示式逐步細化核外電子的運動狀態(tài)。
2.核外電子排布表示方法的常見誤區(qū)
(1)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n-1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，
Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。
(2)在畫基態(tài)原子的軌道表示式時，常出現(xiàn)以下錯誤：
① (違反能量最低原理)；
② (違反泡利不相容原理)；
③ (違反洪特規(guī)則)；
④ (違反洪特規(guī)則)；
⑤畫軌道表示式時，不能省略空軌道。如C的軌道表示式應(yīng)為
，而不是 。
6.下列說法錯誤的是
A.ns電子的能量可能低于(n-1)p電子的能量
B.基態(tài)6C原子的電子排布式為1s22s22，違反了洪特規(guī)則
C.基態(tài)21Sc原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d3，違反了能量最低原理
D.基態(tài)22Ti原子的電子排布式：1s22s22p63s23p10，違反了泡利不相容原理
跟蹤訓(xùn)練
√
電子的能量與電子層、能級有關(guān)，ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量，A錯誤；
根據(jù)洪特規(guī)則知，2p能級上的兩個電子應(yīng)排在兩個不同軌道上，B正確；根據(jù)能量最低原理知，電子先排能量低的軌道，后排能量高的軌道，故應(yīng)先排4s軌道，即電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，C正確；
根據(jù)泡利不相容原理知，3p能級最多容納6個電子，D正確。
跟蹤訓(xùn)練
7.A、B、C、D、E代表前4周期的五種元素，原子序數(shù)依次增大。請?zhí)羁眨?br/>(1)A元素基態(tài)原子有7個不同運動狀態(tài)的電子，其軌道表示式為
　　　 　。
(2)B元素的負一價離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同，B離子的結(jié)構(gòu)示意圖
為　　　　。
跟蹤訓(xùn)練
因為B-的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同，即核外電子數(shù)相同，所以B元素的質(zhì)子數(shù)為18-1=17，則B-為Cl-，其結(jié)構(gòu)示意圖為 。
跟蹤訓(xùn)練
(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，C的元素符號為　　，該元素在周期表中的位置為　　 　　。
跟蹤訓(xùn)練
Fe
第4周期Ⅷ族
C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，C的元素符號為Fe，位于第4周期Ⅷ族。
(4)D元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，且只有一個未成對電子，D的元素基態(tài)原子的電子排布式為_____________________
　　　　　　　　，在元素周期表中的位置為　　　　　　 。
跟蹤訓(xùn)練
1s22s22p63s23p63d104s1
(或［Ar］3d104s1)
第4周期ⅠB族
D元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，且只有一個未成對電子，則E為Cu，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或［Ar］3d104s1，位于第4周期ⅠB族。
(5)E元素基態(tài)原子中沒有未成對電子，E的價電子排布式是_________
　　　。
跟蹤訓(xùn)練
3d104s2或
4s24p6
E元素基態(tài)原子中沒有未成對電子，且E的原子序數(shù)在五種元素中最大，因此E元素為30號元素Zn或36號元素Kr，其價電子排布式為3d104s2或4s24p6。

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