易错24 原子核外电子排布式-备战2022年高考化学一轮复习易错题

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易错24 原子核外电子排布式
【易错分析】
（1）在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

（2）当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失电子时，先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
（3）半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6等处于相对稳定结构状态。如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2。
（4）注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价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；外围电子或价电子排布式：3d104s1。
【错题纠正】
例题1、（1）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为______。
（2）钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，基态Ti原子的核外电子排布式为____________。
（3）以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵（(NH4)3Fe(C6H5O7)2）。Fe基态核外电子排布式为___________；
（4）钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，基态铜原子的价电子排布式为________。
（5）基态Sn原子价层电子的空间运动状态有___种，基态氧原子的价层电子排布式不能表示为，因为这违背了____原理（规则）。
【解析】(1)基态铁原子的价电子排布式为，失去外层电子转化为Fe2+和Fe3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为和，根据Hund规则可知，基态Fe2+有4个未成对电子，基态Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4:5；
(2)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；
（3）Fe核外有26个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
（4）基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1；
（5）Sn元素与C元素为同主族元素，位于第五周期，所以其价层电子为5s25p2，5s能级的s轨道为一种空间运动状态，5p能级占据两个p轨道有两种空间运动状态，共有3种空间运动状态；根据洪特规则，同一能级电子要优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，所以该排布式违反了洪特规则。
【答案】（1）4:5（2）1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2（3）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2（4）3d104s1（5）3；洪特
例题2、(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne]
(2) Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
(3) Cu2＋基态核外电子排布式为__________________。
(4) Mn位于元素周期表中第四周期________族，基态Mn原子核外未成对电子有________个。
（5）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_____、_____(填标号)。

【解析】(1)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，A中电离最外层一个电子所需能量最大。(2)Fe的价电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3＋是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3＋的价层电子排布式为4f5。(3)Cu的原子序数为29，Cu基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(4)Mn为25号元素，在第四周期ⅦB族；其原子核外有25个电子，核外电子排布为[Ar]3d54s2，基态Mn原子核外未成对电子数为其3d能级上的5个电子，即未成对电子数是5。
(5)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。
【答案】(1)A　(2)4s　4f5　(3)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9　(4)ⅦB；5（5）D

【知识清单】
1．原子核外电子排布规律
(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。构造原理即基态原子核外电子进入原子轨道的顺序，示意图如下，从图中可以看出，构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，能量大小规律是ns