人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构多媒体教学ppt课件

第一节 原子结构

课时4

泡利原理、洪特规则、能量最低原理

一、单选题

Ⅰ.夯实基础篇

1．（2022·上海市同济中学高一期中）已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是

A．A B．B C．C D．D

2．（2021·全国·高二课时练习）下列化学用语表达错误的是

A．碳原子最外层电子排布式：2s22p2

B．磷原子的M层电子轨道表示式：

C．S2-的核外电子排布式：1s22s22p63s23p4

D．铜原子的核外电子排布式：[Ar]3d104s1

3．（2022·四川·威远中学校高二阶段练习）下列化学用语的表达正确的是

A．原子核内有10个中子的氧原子：O

B．氯原子的结构示意图：

C．Cr3+的最外层电子排布式：3s23p63d3

D．基态铜原子的价层电子排布图：

4．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）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

5．（2022·吉林辽源·高二期末）下列有关氮原子的轨道表示式中违反洪特规则的是

A．  B．

C． D．

6．（2022·山西太原·高二期末）下列叙述正确的是

A．核外电子排布遵循了能量最低原理的原子就是基态原子

B．原子轨道和电子云都可以用来描述电子的空间运动状态

C．各能层的s电子云轮廓图都是圆形，但圆的半径大小不同

D．钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的

7．（2022·全国·高二专题练习）原子核外电子排布规律中有“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是

A．泡利不相容原理 B．能量最低原理

C．构造原理 D．洪特规则

8．（2022·安徽·定远县炉桥中学高二期末）下列说法错误的是

A．ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量

B．6C的电子排布式，违反了洪特规则

C．电子排布式(22Ti)ls22s22p63s23p10违反了能量最低原理

D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理

Ⅱ.能力提升篇

9．（2022·湖南·邵阳市第二中学高二期中）下列化学用语或图示表达正确的是

A．Na2O2的电子式

B．Fe的原子结构示意图

C．中子数为9的氮原子N

D．基态Si原子的价层电子的轨道表示式3s23p2

10．（2022·四川省内江市第六中学高二阶段练习）下列说法正确的是

A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到

B．所有的非金属元素都分布在p区，元素周期表中IIIB族到IIB族的10个纵列的元素都是金属元素

C．违背了洪特规则，是激发态原子的电子排布

D．电子排布式违反了泡利原理

11．（2022·河北·蠡县中学高一期中）下列说法正确的是

A．若离子AY818Ox-中含有n个核外电子，则Y原子核内含有的中子数为

B．电子层由里到外依次为K层、L层、M层……，每层最多能容纳8个电子

C．若某元素原子核外最外层电子数小于或等于2，则该元素一定为金属元素

D．最外层电子数越少的金属元素对应的金属单质的金属活动性越强

12．（2022·四川省内江市第六中学高二期中）下列说法正确的是

A．基态硅原子中电子占据的最高能层符号为3s23p2

B．硅原子电子占据的最高能层的轨道数为9

C．基态硫原子电子占据最高能级的的电子云轮廓图为球形

D．铝原子核外电子云有7种不同的伸展方向

13．（2022·河北·张家口市第一中学高三期中）已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素。B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同。C元素原子的价层电子排布式nsnnp2n。D元素原子中只有三个能层，最外层只有一种自旋方向的电子。E元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是

A．元素A与B形成化合物，均为气态

B．B、C、D元素第一电离能：C>B>D

C．元素C、D形成的化合物中，阴阳离子个数比为1∶2

D．元素C、E只能形成一种黑色化合物

14．（2022·上海市建平中学高二阶段练习）元素周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断

A．Co2+的电子排布式为[Ar]3d54s2 B．Co位于元素周期表中第9列

C．它位于元素周期表的第四周期第IIA族 D．它的基态原子核外电子排布式为[Ar]4s2

15．（2022·河北正中实验中学高二阶段练习）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

16．（2022·广东·福田外国语高中高三阶段练习）下列各项叙述正确的是

A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大

B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第VA族，是p区元素

C．基态碳原子的核外电子的空间运动状态共有6种

D．Cl2中的化学键为s-sσ键

二、填空题

Ⅰ.夯实基础篇

17．（2021·全国·高二课时练习）根据所学的核外电子排布原则，解释下列事实：

(1)核电荷数为19的钾原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p64s1，而不是1s22s22p63s23p63d1____？

(2)原子序数为24的铬原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2____？

(3)某元素2p能级上有3个电子，这三个电子为什么按方式排布，而不按方式排布____？

(4)在元素周期表中，为什么第2、3周期均有8种元素，而第4、5周期均有18种元素，第6、7周期均有32种元素____？

18．（2021·全国·高二课时练习）在下列空格中，填上适当的元素符号。

(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是_______，第一电离能最大的元素是_______。

(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是_______，电负性最小的元素是_______。

(3)在第4周期元素中，原子的4p轨道半充满的是_______，3d轨道半充满的_______，4s轨道半充满的是_______，外围电子中s电子数与d电子数相同的是_______。

19．（2021·全国·高二课时练习）按所示格式填写下表。

20．（2022·四川省乐山沫若中学高二期中）Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种_______(填字母)。

A．吸收光谱       B．发射光谱

(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_______，能量最低的是_______(填序号)

a. b.  c.  d.1s22s22p63s2

(3)Ti原子核外共有_______种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为_______。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素外围电子排布式_______。

(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是_______，判断理由是_______。

(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为：Fe3+_______Fe2+(填“大于”或“小于”)，原因为：_______。

21．（2022·福建·福清西山学校高二阶段练习）回答下列问题：

(1)元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。

(2)基态Ge原子有_______个未成对电子。

(3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为_______。

(4)基态Fe原子有_______个未成对电子。

(5)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。

(6)Cu的价层电子排布图为_______。

(7)氮原子的基态电子排布式为_______。

(8)NH3的电子式_______。

22．（2022·广东·潮州市湘桥区南春中学高二阶段练习）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：

第一节 原子结构

课时4

泡利原理、洪特规则、能量最低原理

三、单选题

Ⅰ.夯实基础篇

1．（2022·上海市同济中学高一期中）已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是

A．A B．B C．C D．D

【答案】D

【详解】原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质，氟元素原子最外层电子数为7个，原子中最外层电子数为7的原子与氟原子化学性质相似；

故答案选D。

2．（2021·全国·高二课时练习）下列化学用语表达错误的是

A．碳原子最外层电子排布式：2s22p2

B．磷原子的M层电子轨道表示式：

C．S2-的核外电子排布式：1s22s22p63s23p4

D．铜原子的核外电子排布式：[Ar]3d104s1

【答案】C

【详解】A．C是6号元素，根据构造原理可知基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2，则碳原子最外层电子排布式是2s22p2，A正确；

B．P是15号元素，根据构造原理可知基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，因此P原子M层电子排布式是3s23p3，M层电子轨道表示式：，B正确；

C．S2-是S原子获得2个电子形成的，则S2-的核外电子排布式是1s22s22p63s23p6，C错误；

D．Cu是29号元素，根据构造原理可知铜原子的核外电子排布式是[Ar]3d104s1，D正确；

故合理选项是C。

3．（2022·四川·威远中学校高二阶段练习）下列化学用语的表达正确的是

A．原子核内有10个中子的氧原子：O

B．氯原子的结构示意图：

C．Cr3+的最外层电子排布式：3s23p63d3

D．基态铜原子的价层电子排布图：

【答案】C

【详解】A．原子核内有10个中子的氧原子：，A错误；

B．B.氯原子的结构示意图：，B错误；

C．Cr3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则Cr3+的最外层电子排布式为3s23p63d3，C正确；

D．D.基态铜原子的价层电子排布图为，D错误；

答案选C。

4．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）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

【答案】D

【分析】观察题中四种元素的电子排布图，对原子轨道容纳的电子数做出判断，根据洪特规则，可知电子在同一能级的不同轨道时，优先占据一个轨道，任一能级总是从s轨道开始，能层数目即为轨道能级数。

【详解】A． 由题给的四种元素原子的电子排布图可知，在一个原子轨道里，最多能容纳2个电子，符合泡利原理，故A正确；

B． 电子排在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，符合洪特规则，故B正确；

C． 任意能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故C正确；

D． 原子核外电子运动的能层、能级、轨道都代表电子的运动状态，即使在一个原子轨道的2个电子，其自旋状态相反，故N原子中有7种电子运动状态，故D错误；

答案为D。

5．（2022·吉林辽源·高二期末）下列有关氮原子的轨道表示式中违反洪特规则的是

A．  B．

C． D．

【答案】B

【详解】A．中，电子先排布在能量最低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，并且遵循洪特规则，A不符合题意；

B．中，电子虽然占据2p能级中的3个轨道，但自旋方向不完全相同，违反了洪特规则，B符合题意；

C．中，电子没有排满1s、2s轨道，就进入2p轨道，违反了能量最低原理，但没有违反洪特规则，C不符合题意；

D．中，电子没有排满2s轨道，就进入2p轨道，只违反能量最低原理，D不符合题意；

故选B。

6．（2022·山西太原·高二期末）下列叙述正确的是

A．核外电子排布遵循了能量最低原理的原子就是基态原子

B．原子轨道和电子云都可以用来描述电子的空间运动状态

C．各能层的s电子云轮廓图都是圆形，但圆的半径大小不同

D．钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时吸收能量产生的

【答案】B

【详解】A．基态原子一般是核外电子排布遵循了能量最低原理的原子，还有特殊的电子排布式，比如Gr：3d54s1，故A错误；

B．原子轨道和电子云都可以用来描述电子出现概率较高的区域，都是用来描述电子的空间运动状态，故B正确；

C．各能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同，故C错误；

D．钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态转化成基态时释放能量产生的，故D错误。

综上所述，答案为B。

7．（2022·全国·高二专题练习）原子核外电子排布规律中有“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是

A．泡利不相容原理 B．能量最低原理

C．构造原理 D．洪特规则

【答案】A

【详解】A．泡利不相容原理是说每个轨道(例如1s轨道，2p轨道中的px)最多只能容纳两个自旋相反的电子，故A正确；

B．能量最低原理是核外电子排布时，尽先占据能量最低的轨道，故B错误；

C．构造原理构造原理决定了原子、分子和离子中电子在各能级的排布，故C错误；

D．洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，故D错误；

故选A。

8．（2022·安徽·定远县炉桥中学高二期末）下列说法错误的是

A．ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量

B．6C的电子排布式，违反了洪特规则

C．电子排布式(22Ti)ls22s22p63s23p10违反了能量最低原理

D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理

【答案】A

【详解】A．电子的能量与能层、能级有关，ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，A选项错误；

B．根据洪特规则知，2p能级上的两个电子应排在两个不同轨道上，B选项正确；

C．根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道，后排能量高的轨道，3p轨道最多容纳6个电子，排完3p轨道后再排4s轨道，最后2个电子排在3d轨道上，即电子排布式应为1s22s22p63s23p63d24s2，C选项正确；

D．p能级有3个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，3p能级最多填充6个电子，而填充10个电子违反了泡利原理，D选项正确；

答案选A。

Ⅱ.能力提升篇

9．（2022·湖南·邵阳市第二中学高二期中）下列化学用语或图示表达正确的是

A．Na2O2的电子式

B．Fe的原子结构示意图

C．中子数为9的氮原子N

D．基态Si原子的价层电子的轨道表示式3s23p2

【答案】B

【详解】A．属于离子化合物，其电子式为，故A错误；

B．Fe属于过渡元素，原子序数为26，核外电子数为26，其原子结构示意图，故B正确；

C．中子数为9的氮原子，质量数为7+9=16，可表示为，故C错误；

D．基态Si原子的价层电子数为4，价层电子排布式为，轨道表示式为，故D错误；

故选B。

10．（2022·四川省内江市第六中学高二阶段练习）下列说法正确的是

A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到

B．所有的非金属元素都分布在p区，元素周期表中IIIB族到IIB族的10个纵列的元素都是金属元素

C．违背了洪特规则，是激发态原子的电子排布

D．电子排布式违反了泡利原理

【答案】D

【详解】A．IA族原子最外层电子排布式为ns1，0族原子除He的最外层电子排布式为1s2外，其余原子的最外层电子排布式均为，故A项错误；

B．元素周期表中，除H元素位于s区外，其余非金属元素均位于p区，d区和ds区(IIIB族到IIB族)元素均为金属元素，故B项错误；

C．电子排布式即为，核外电子排布规则中违背了能量最低原理，2s能级上1个电子吸收能量跃迁至2p能级，是激发态原子的电子排布，故C项错误；

D．根据泡利不相容原理可知，3p轨道最多能排6个电子，因此电子排布式违反了泡利原理，故D项正确；

综上所述，正确的是D项。

11．（2022·河北·蠡县中学高一期中）下列说法正确的是

A．若离子AY818Ox-中含有n个核外电子，则Y原子核内含有的中子数为

B．电子层由里到外依次为K层、L层、M层……，每层最多能容纳8个电子

C．若某元素原子核外最外层电子数小于或等于2，则该元素一定为金属元素

D．最外层电子数越少的金属元素对应的金属单质的金属活动性越强

【答案】A

【详解】A．若离子AY818Ox-中含有n个核外电子，则Y原子的电子数为n-x-8，则Y原子核内含有的中子数为，故A正确；

B．电子层由里到外依次为K层、L层、M层……，L层比K层多容纳6个电子，M层比L层多容纳10个电子……，故B错误；

C．若某元素原子核外最外层电子数小于或等于2，则该元素不一定为金属元素，如H、He不是金属元素，故C错误；

D．最外层电子数越少的金属元素对应的金属单质的金属活动性不一定越强，如Ca的活泼性大于Li，故D错误；

选A。

12．（2022·四川省内江市第六中学高二期中）下列说法正确的是

A．基态硅原子中电子占据的最高能层符号为3s23p2

B．硅原子电子占据的最高能层的轨道数为9

C．基态硫原子电子占据最高能级的的电子云轮廓图为球形

D．铝原子核外电子云有7种不同的伸展方向

【答案】B

【详解】A．硅原子有三层电子，基态硅原子中电子占据的最高能层符号M，A项错误；

B．硅原子电子占据的最高能层为M层，M层能级有3s、3p、3d，轨道数为1+3+5=9，B项正确；

C．基态硫原子电子排布式为3s23p4，占据最高能级为3p，电子云轮廓图为哑铃形，C项错误；

D．铝原子电子排布式为1s22s22p63s23p1，s轨道为球形，有1个伸展方向，p轨道为向空间3个方向伸展的哑铃形，故核外电子云有4种不同的伸展方向，D项错误；

答案选B。

13．（2022·河北·张家口市第一中学高三期中）已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素。B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同。C元素原子的价层电子排布式nsnnp2n。D元素原子中只有三个能层，最外层只有一种自旋方向的电子。E元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是

A．元素A与B形成化合物，均为气态

B．B、C、D元素第一电离能：C>B>D

C．元素C、D形成的化合物中，阴阳离子个数比为1∶2

D．元素C、E只能形成一种黑色化合物

【答案】C

【分析】已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素，为氢； B元素基态原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，则基态原子核外电子排布为1s22s22p3，B为N；C元素基态原子的价层电子排布是nsnnp2n，则n=2，价电子排布为2s22p4，为氧；D元素原子中只有三个能层，最外层只有一种自旋方向的电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s1，为钠；E元素基态原子的最外层只有一个电子，其次外层的所有轨道的电子均成对，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，为铜。

【详解】A．氢与氮形成的化合物中联氨是液态，A错误；

B．氮、氧和钠元素的第一电离能为N>O>Na，B错误；

C．钠与氧元素形成的氧化钠和过氧化钠中，阴阳离子个数比均为1∶2，C正确；

D．氧化亚铜是红色，D错误；

故选C。

14．（2022·上海市建平中学高二阶段练习）元素周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断

A．Co2+的电子排布式为[Ar]3d54s2 B．Co位于元素周期表中第9列

C．它位于元素周期表的第四周期第IIA族 D．它的基态原子核外电子排布式为[Ar]4s2

【答案】B

【分析】周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，可知原子核外有4的电子层，应位于第四周期，由价层电子可知原子序数比Fe大1，位于第ⅤⅢ族，应位于第9列，以此解答该题。

【详解】A．Co2+的核外价电子排布式为[Ar]3d7，故A错误；

B．钴元素位于第ⅤⅢ族，应位于第9列，故B正确；

C．钴元素位于第四周期第ⅤⅢ族，故C错误；

D．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]3d74s2，而不是[Ar]4s2，故D错误；

故选：B。

15．（2022·河北正中实验中学高二阶段练习）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

【答案】B

【详解】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不一定属于同一族，例如Si和Se不是同一族元素，A错误；

B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种，即H、He、Li、Be，B正确；

C．最外层电子排布为ns2的元素不一定都属于s区，例如Zn位于ds区，C错误；

D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素是S，其最高能级为3p，D错误；

答案选B。

16．（2022·广东·福田外国语高中高三阶段练习）下列各项叙述正确的是

A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大

B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第VA族，是p区元素

C．基态碳原子的核外电子的空间运动状态共有6种

D．Cl2中的化学键为s-sσ键

【答案】B

【详解】A．元素的非金属性越强，其电负性就越大。N、P、As是同一主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则元素的电负性也逐渐减弱。故N、P、As的电负性随原子序数的增大而减小，A错误；

B．价电子排布为4s24p3的元素是第四周期第VA族，属于p区元素，B正确；

C．基态碳原子核外电子排布式是1s22s22p2，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，则基态C原子的核外电子的空间运动状态有1+1+3=5种，C错误；

D．基态Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s22p5，则Cl2中的化学键为p-pσ键，D错误；

故合理选项是B。

四、填空题

Ⅰ.夯实基础篇

17．（2021·全国·高二课时练习）根据所学的核外电子排布原则，解释下列事实：

(1)核电荷数为19的钾原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p64s1，而不是1s22s22p63s23p63d1____？

(2)原子序数为24的铬原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2____？

(3)某元素2p能级上有3个电子，这三个电子为什么按方式排布，而不按方式排布____？

(4)在元素周期表中，为什么第2、3周期均有8种元素，而第4、5周期均有18种元素，第6、7周期均有32种元素____？

【答案】(1)4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。

(2)根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。

(3)根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。

(4)根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。

【详解】（1）根据构造原理，4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。

（2）根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。

（3）根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。

（4）根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。

18．（2021·全国·高二课时练习）在下列空格中，填上适当的元素符号。

(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是_______，第一电离能最大的元素是_______。

(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是_______，电负性最小的元素是_______。

(3)在第4周期元素中，原子的4p轨道半充满的是_______，3d轨道半充满的_______，4s轨道半充满的是_______，外围电子中s电子数与d电子数相同的是_______。

【答案】(1)     Na     Ar

(2)     F     Fr

(3)     As     Cr、Mn     K、Cr、Cu     Ti

【详解】（1）同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但是第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，同一周期，稀有气体的第一电离能最大；故在第三周期中，第一电离能最小的是Na，第一电离能最大的是Ar；

（2）除了稀有气体以外，同周期元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同主族元素的电负性随着原子序数的增大而减小，故在元素周期表中，电负性最大的是F，电负性最小的是Fr；

（3）在第四周期元素中，原子的4p轨道半充满的原子外围电子排布式为：，为As元素；原子的3d轨道半充满的原子外围电子排布式为：、，为Cr、Mn；原子的4s轨道半充满的原子外围电子排布式为：、、，为K、Cr、Cu的元素；外围电子数中s电子数与d电子数相同的原子外围电子式为：，为Ti元素。故答案为：Cr、Mn；K、Cr、Cu；Ti。

19．（2021·全国·高二课时练习）按所示格式填写下表。

【答案】     14     1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2     3s23p2     20     1s22s22p63s23p6     无     16     1s22s22p63s23p6     无     1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2     3d104s2     1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2     3d64s2

【分析】外围电子排布式是指将过渡元素原子的电子排布式中符合稀有气体的原子的电子排布的部分(原子实)或主族、0族元素的内层电子排布省略后剩下的式子。

【详解】硅原子序数为14，核外14个电子，为第三周期IVA族，电子排布式为：1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2；外围电子排布式：3s23p2；

钙离子原子序数为20，核外18个电子，为第四周期IIA族，电子排布式为：1s22s22p63s23p6，无外围电子；

硫离子原子序数为16，核外18个电子，为第三周期VIA族，电子排布式为：1s22s22p63s23p6，无外围电子；

锌原子序数30，核外30个电子，为第四周期IIB族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，外围电子排布式：3d104s2；

铁原子序数26，核外26个电子，为第四周期VIII族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，外围电子排布式：3d64s2。

20．（2022·四川省乐山沫若中学高二期中）Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种_______(填字母)。

A．吸收光谱       B．发射光谱

(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_______，能量最低的是_______(填序号)

a. b.  c.  d.1s22s22p63s2

(3)Ti原子核外共有_______种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为_______。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素外围电子排布式_______。

(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是_______，判断理由是_______。

(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为：Fe3+_______Fe2+(填“大于”或“小于”)，原因为：_______。

【答案】(1)B

(2)     b     d

(3)     22     球形     3d54s1或3d104s1

(4)     Z     N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大

(5)     Fe3+的3d5半满状态更稳定     小于     核电荷数相同，但是Fe3+核外电子数少

【详解】（1）钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这是就将多余的能量以黄光的形式放出，属于发射光谱，选B；

（2）基态原子具有的能量最低，得到电子后，电子发生跃迁，从低能级轨道跃迁到高能级轨道，所以能量最高的是b，能量最低的是d；

（3）Ti原子核外有22个电子，每个电子运动状态都不同，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，最高能层为4s能级，电子云轮廓形状为球形；与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，结合构造原理与洪特规则，符合条件的外围电子排布式为3d54s1、3d104s1；

（4）金属元素第一电离能I1小于非金属元素，则第一电离能I1最小的X为镁元素；N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则I1较大的Z为N元素；

（5）Fe2＋价电子为3d6，失去1个电子形成更稳定的3d5半充满状态的Fe3＋；因为Fe3+与Fe2+核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少，所以核对电子吸引能力大，半径小。

21．（2022·福建·福清西山学校高二阶段练习）回答下列问题：

(1)元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。

(2)基态Ge原子有_______个未成对电子。

(3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为_______。

(4)基态Fe原子有_______个未成对电子。

(5)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。

(6)Cu的价层电子排布图为_______。

(7)氮原子的基态电子排布式为_______。

(8)NH3的电子式_______。

【答案】(1)Mn

(2)2

(3)2

(4)4

(5)     N     球形

(6)

(7)1s22s22p3

(8)

【解析】（1）

基态Mn的价电子排布式为：3d54s2，基态O价电子排布式为：2s22p4，元素Mn与O中，基态O中未成对电子数为2，基态Mn中未成对电子数为5，故答案为：Mn；

（2）

基态Ge原子价电子排布式为：4s24p2，4p轨道有2个未成对电子，故答案为：2；

（3）

Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级上的未成对电子数为2，故答案为：2；

（4）

26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，故答案为：4；

（5）

K为19号元素，核外电子排布为[Ar]4s1，占据的最高能层为第4层，能层符号为N，占据该能层的电子为4s电子，电子云轮廓图形状为球形，故答案为：N；球形；

（6）

Cu原子价层电子排布式为3d104s1，价层电子排布图为：；

（7）

N原子核外有7个电子，则氮原子的电子排布式1s22s22p3；

（8）

氨气为共价化合物，分子中存在3对共用电子对，氮原子最外层达到8个电子，氢原子最外层达到着个电子，氨气分子的电子式为。

22．（2022·广东·潮州市湘桥区南春中学高二阶段练习）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：

【答案】(1)     球     1     哑铃     3

(2)     2p     三个互相垂直的伸展

(3)①⑤⑥

【解析】（1）

s电子的原子轨道为球形；每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，故答案为：球；1；哑铃；3；

（2）

np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，故n=2，元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向，故答案为：2p；三个互相垂直的伸展；

（3）

①K+核外有18个电子，核电子排布式为1s22s22p63s23p6，故①正确；

②3p能级能量比2p能级高，应是2p能级填充5个电子，故②错误；

③3p能级应是3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，故③错误；

④应满足洪特规则特例，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故④错误；

⑤原子形成阳离子先失去高能级中电子，Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，故⑤正确；

⑥符合能量最低原理，故⑥正确；

⑦同一轨道中2个电子自旋方向相反，故⑦错误，

故答案为：①⑤⑥。