第五章　第1講　原子結(jié)構(gòu)　核外電子排布原理-2025年高中化學高考備考

第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第1講原子結(jié)構(gòu)核外電子排布原理課標要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接1.認識原子結(jié)構(gòu)。2.知道元素、核素的含義，了解原子核外電子的排布。3.了解有關(guān)核外電子運動模型的歷史發(fā)展過程，認識核外電子的運動特點。知道電子運動的能量狀態(tài)具有量子化的特征（能量不連續(xù)），電子可以處于不同的能級，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷。知道電子的運動狀態(tài)（空間分布及能量）可通過原子軌道和電子云模型來描述。4.知道原子核外電子的能級高低順序，了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理，認識基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則等。知道1～36號元素基態(tài)原子核外電子的排布原子結(jié)構(gòu)2023江蘇，T5；2023湖南，T2；2022天津，T10；2022山東，T3；2022年6月浙江，T7；2021北京，T2；2021天津，T3；2021遼寧，T2；2021廣東，T3；2021上海，T2；2020全國Ⅰ，T11；2020年7月浙江，T7；2020江蘇，T2；2019上海，T1；2019天津，T7證據(jù)推理與模型認知：建立核外電子運動模型、核外電子排布的構(gòu)造模型、原子軌道模型，描述核外電子的運動狀態(tài)構(gòu)造原理核外電子排布2023湖北，T5；2023年1月浙江，T10；2022全國甲，T35；2022湖南，T18；2022廣東，T20；2021全國乙，T35；2021天津，T13；2021山東，T16；2021湖南，T18；2021河北，T17；2020年1月浙江，T16；2019江蘇，T21；2019全國Ⅲ，T35命題分析預測1.高考常結(jié)合阿伏加德羅常數(shù)考查原子結(jié)構(gòu)，結(jié)合新材料考查基態(tài)粒子核外電子排布、電子云形狀和電子運動狀態(tài)等，結(jié)合核外電子排布考查元素推斷。2.2025年高考仍會延續(xù)目前的考查方式，可能會更加注重結(jié)合新材料、新信息、新物質(zhì)結(jié)構(gòu)考查基態(tài)粒子核外電子排布模型化視角通過建立核外電子運動模型、核外電子排布的構(gòu)造模型、原子軌道模型等，理解內(nèi)涵、掌握規(guī)律。如：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)。考點1原子結(jié)構(gòu)1.原子結(jié)構(gòu)（1）構(gòu)成原子的微粒及作用（2）微粒之間的數(shù)目關(guān)系①陽離子的核外電子數(shù)＝[4]質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；②陰離子的核外電子數(shù)＝[5]質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。（3）微粒符號周圍數(shù)字的含義2.元素、核素、同位素（1）“三素”概念的辨析（2）同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大。②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數(shù)（豐度）不變。（3）幾種重要的核素核素

92

6

1

1

8用途核燃料考古斷代制氫彈示蹤原子1.易錯辨析（設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）。（1）[2023上海改編]2022年6月，由來自德國、日本、美國和中國等國的科學家組成的國際科研團隊在《自然》雜志發(fā)表論文證實“四中子態(tài)”物質(zhì)的存在。該物質(zhì)只由四個中子組成，則其質(zhì)量數(shù)是4。（√）（2）常溫常壓下，16g14CH4中所含中子數(shù)為8NA。（?）（3）甲酸、硬脂酸互為同系物。（√）（4）83209Bi和

83210Bi的核外電子排布、原子結(jié)構(gòu)示意圖均相同。（5）16O2與18O2互為同素異形體。（?）（6）通過化學變化可以實現(xiàn)16O與18O間的相互轉(zhuǎn)化。（?）（7）[海南高考改編]同溫、同壓、同體積的CO和NO含有的質(zhì)子數(shù)相等。（?）（8）92235U和

92238U互為同位素。（9）C70和納米碳管互為同素異形體。（√）2.某陽離子Mn＋的核外有x個電子，核內(nèi)有y個中子，則M原子的質(zhì)量數(shù)為（B）A.y－x－n B.y＋x＋nC.y＋x－n D.y－x＋n3.現(xiàn)有下列7種微粒：11H、

12H、

613C、

614（1）11H、12H分別是氫元素的一種核素，它們互稱為（2）互為同素異形體的微粒是

816O2和

816（3）上述7種微粒中含有6種核素，含有4種元素。命題點1微粒的構(gòu)成與微粒中“粒子數(shù)目”的確定1.[2021天津]核聚變發(fā)電有望成為解決人類能源問題的重要手段之一。氘（12H）是核聚變反應(yīng)的主要原料，下列有關(guān)敘述正確的是（BA.

12HB.12HC.12D.12解析12H的質(zhì)量數(shù)是2，中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)＝1，A項錯誤。原子的核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)，B項正確。11H的質(zhì)量比

12H的小，C命題拓展[2021上海]以下關(guān)于氚的說法正確的是（D）A.質(zhì)子數(shù)為2 B.電子數(shù)為3C.質(zhì)量數(shù)為4 D.氚原子和1H化學性質(zhì)相似解析氚（13H）的質(zhì)子數(shù)為1，A項錯誤；對于原子，其質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，故氚的電子數(shù)為1，B項錯誤；氚（13H）的質(zhì)量數(shù)為3，C項錯誤；氚原子和12.[上海高考]下列微粒中電子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)的是（B）A.H3O＋ B.O2－C.188O D.解析H3O＋中質(zhì)子數(shù)為11、電子數(shù)為10，A項錯誤；O2－中質(zhì)子數(shù)為8，電子數(shù)為10，B項正確；188O中質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均為8，C項錯誤；中質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均為8，D項錯誤。命題點2元素、核素、同位素等概念的辨析3.下列敘述正確的是（A）A.[2022浙江]32S和34S互為同位素B.[浙江高考]35Cl和37Cl是兩種不同的元素C.[浙江高考]單晶硅和石英互為同素異形體D.[浙江高考]C60和C70是具有相同質(zhì)子數(shù)的不同核素解析32S和34S的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，A項正確。35Cl和37Cl的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，是氯元素的兩種不同的核素，B項錯誤。同素異形體為同種元素形成的不同單質(zhì)，石英為化合物，C項錯誤。C60和C70均為單質(zhì)，不是核素，D項錯誤。技巧點撥元素、核素、同位素、同素異形體的辨析元素核素同位素同素異形體本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的一種原子質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素之間的互稱同種元素形成的不同單質(zhì)之間的互稱研究對象原子原子原子單質(zhì)特性只有種類，沒有個數(shù)化學反應(yīng)中的最小微?；瘜W性質(zhì)幾乎完全相同組成元素相同、物理性質(zhì)差異較大決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)舉例H、C、O三種元素1H、2H、3H三種核素12C與14C互為同位素O2與O3互為同素異形體4.[2022山東]813O、815O的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應(yīng)如下：816O＋

23He813A.X的中子數(shù)為2B.X、Y互為同位素C.813O、D.自然界不存在

813O2、8解析根據(jù)合成反應(yīng)中質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可推斷X為

26He、Y為

24He，X的中子數(shù)為6－2＝4，A項錯誤；26He、24He的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，B項正確；813O、815O的半衰期很短，不能用作示蹤原子研究化學反應(yīng)歷程，C項錯誤；自然界不存在

考點2構(gòu)造原理核外電子排布1.能層、能級能層一二三四五……能層符號KLMNO……能級符號1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………原子軌道數(shù)11313513571…………最多容納電子數(shù)22626102610142…………281832…………注意（1）多電子原子中，同一能層各能級的能量由低到高的順序為[1]ns、np、nd、nf……第n層中有[2]n個能級，如L層，有[3]2s、2p兩個能級。（2）能層和能級確定電子的[4]能量狀態(tài)。2.原子軌道量子力學把電子在原子核外的一個[5]空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。（1）原子軌道形狀原子軌道原子軌道的形狀與取向原子軌道數(shù)形狀取向ns[6]球形1np[7]啞鈴（紡錘）形[8]相互垂直3nd花瓣形5nf7（2）能量高低①相同能層上原子軌道能量：ns＜np＜nd＜nf……②形狀相同的原子軌道能量：1s＜2s＜3s＜4s……③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如npx、npy、npz軌道（簡并軌道）的能量相等。注意原子軌道確定電子的空間運動狀態(tài)。3.電子云電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的[9]概率密度分布的形象化描述。電子云圖是用小黑點疏密來表示電子在原子核外空間出現(xiàn)[10]概率大小的一種圖形，小黑點越密表示電子出現(xiàn)概率越[11]大。4.核外電子分層排布規(guī)律5.核外電子能級排布6.基態(tài)粒子核外電子排布的表示方法表示方法含義示例原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖表示核外電子分層排布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)Na：[25]Na＋：[26]電子式表示原子最外層電子數(shù)目Cl：[27]∶Cl····核外電子排布式表示每個能級上排布的電子數(shù)S：[28]1s22s22p63s23p4或[29][Ne]3s23p4S2－：[30]1s22s22p63s23p6軌道表示式（電子排布圖）表示每個原子軌道中電子的運動狀態(tài)O：[31]價層電子排布式或排布圖表示價層電子的排布S：3s23p7.基態(tài)、激發(fā)態(tài)原子的相互轉(zhuǎn)化及原子光譜（1）基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子的轉(zhuǎn)化關(guān)系（2）原子光譜與光譜分析概念不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜在現(xiàn)代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析應(yīng)用發(fā)現(xiàn)元素、檢測一些物質(zhì)的存在與含量等1.易錯辨析。（1）同位素的核外電子排布相同。（√）（2）最外層電子數(shù)為8的粒子一定是稀有氣體元素原子。（?）（3）當M層是最外層時，最多可排布18個電子。（?）（4）某原子M層上電子數(shù)可能為L層上電子數(shù)的4倍。（?）（5）p能級的能量一定比s能級的能量高。（?）（6）基態(tài)磷原子的軌道表示式為。（?）（7）同一原子中，2p、3p、4p能級的原子軌道數(shù)依次增多。（?）（8）2p軌道和3p軌道均為啞鈴形，能量也相等。（?）（9）2px、2py、2pz的能量相等。（√）（10）[2023上海]Cl－的最外層電子排布式是3s23p5。（?）（11）[2023湖北]用電子云輪廓圖表示H—H的s－sσ鍵形成的示意圖：（√）（12）[2023北京]2pz電子云圖為。（√）（13）[2023北京]基態(tài)24Cr原子的價層電子軌道表示式為。（?）（14）[2023浙江]碳的基態(tài)原子軌道表示式：。（?）（15）[2023浙江]能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：1s22s12p33s1。（?）2.基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，價層電子軌道表示式為，從原子結(jié)構(gòu)角度分析Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定的原因Fe3＋的價層電子排布式為3d5，F(xiàn)e2＋的價層電子排布式為3d6，前者為半充滿狀態(tài)，而后者既不是半充滿狀態(tài)，也不是全充滿或全空狀態(tài)，故Fe3＋更穩(wěn)定。3.從原子結(jié)構(gòu)角度分析黑色CuO在空氣中加熱可以轉(zhuǎn)化為紅色的Cu2O的原因基態(tài)Cu的價層電子排布式為3d104s1，基態(tài)Cu2＋的價層電子排布式為3d9，基態(tài)Cu＋的價層電子排布式為3d10。根據(jù)能量相同的原子軌道在全空、全充滿和半充滿狀態(tài)時，體系的能量較低，則Cu2O更穩(wěn)定。4.從原子結(jié)構(gòu)角度分析基態(tài)原子的第二電離能I2Cu＞I2Zn的原因基態(tài)Zn原子的價層電子排布式為3d104s2，失去一個電子后變?yōu)?d104s1，易再失去一個電子達到3d10全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；基態(tài)Cu原子的價層電子排布式為3d104s1，失去一個電子后達到3d10全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去第二個電子。5.焰火呈現(xiàn)五顏六色的原因是光（輻射）是電子躍遷釋放能量的重要形式。焰色試驗就是某些金屬原子的電子在高溫火焰中吸收能量，使原子外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的時間內(nèi)便躍遷到基態(tài)或能量較低的能級上，并在躍遷過程中將能量以一定波長的光釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此在向基態(tài)或能量較低的能級躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)于可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。6.吸收光譜和發(fā)射光譜的特征的區(qū)別是吸收光譜的特征：亮背景、暗線，線狀不連續(xù)。發(fā)射光譜的特征：暗背景、亮線，線狀不連續(xù)。7.以下屬于硅原子激發(fā)態(tài)的電子排布式的有BD（填標號，下同），其中能量最高的是D。A.1s22s22p63s23p2B.1s22s22p63s13p3C.1s22s22p63s13p2D.1s22s22p63s13p24s1命題點1基態(tài)粒子的核外電子排布的表示方法1.[電子排布式]（1）[2023北京]基態(tài)S原子價層電子排布式是3s23p4。（2）[2021河北]在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是K＋、P3－（填離子符號）。（3）[全國Ⅱ高考]基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。（4）[海南高考]Al在周期表中的位置為第三周期第ⅢA族?；鶓B(tài)Zn的價層電子排布式為3d104s2。解析（1）S是16號元素，位于第三周期第ⅥA族，基態(tài)S原子價層電子排布式為3s23p4。（2）KH2PO4中的四種元素形成的簡單離子分別為K＋、H＋、P3－、O2－，分別有3、0、3、2個電子層，且K＋、P3－最外層均為8電子，因此核外電子排布相同的是K＋、P3－。（3）Ti是22號元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。（4）Al位于周期表第三周期第ⅢA族。Zn的原子序數(shù)是30，其基態(tài)原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，基態(tài)Zn的價層電子排布式為3d104s2。2.[電子排布圖]（1）[2023廣東]基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為。（2）[2022全國甲]基態(tài)F原子的價電子排布圖（軌道表示式）為。（3）[2021湖南]基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為。解析（1）基態(tài)Fe2＋由Fe原子（價層電子排布式為3d64s2）失去2個電子得到，所以其3d電子軌道表示式為。（2）F的原子序數(shù)為9，價電子數(shù)為7，根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則，即可畫出其基態(tài)原子的價電子排布圖。（3）硅原子核外有14個電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，其基態(tài)原子最外層的電子排布圖為3s。技巧點撥基態(tài)原子電子排布式的書寫方法（以Cr為例）1.首先確定該原子的原子序數(shù)，Cr的原子序數(shù)為24。2.根據(jù)構(gòu)造原理寫出該原子填充電子的能級，如Cr：1s2s2p3s3p4s3d。3.根據(jù)每個能級最多能容納的電子數(shù)，按照上述能級順序填充電子，如Cr：1s22s22p63s23p64s23d4。4.驗證是否符合洪特規(guī)則特例（原子軌道在全充滿、半充滿或全空時能量最低），若符合，則調(diào)整最后兩個能級填充的電子數(shù)，如Cr：1s22s22p63s23p64s13d5。5.將相同能層的能級書寫在一起，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1。6.簡寫方法：把電子排布式中內(nèi)層電子達到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)的稀有氣體元素的符號外加方括號來表示，如Cr：[Ar]3d54s1。命題點2電子云和核外電子運動狀態(tài)3.（1）[2021全國乙]對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是AC（填標號）。A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C.電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大（2）[2021河北]原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋12表示，與之相反的用－12表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為＋32（或－3（3）[全國Ⅲ高考改編]鎂元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)相反（填“相同”或“相反”）。（4）[全國Ⅱ高考]基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為啞鈴（或紡錘）形。（5）[上海高考]鋁原子核外電子云有4種不同的伸展方向，有13種不同運動狀態(tài)的電子。解析（1）Cr是24號元素，基態(tài)Cr原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1，3d軌道處于半充滿狀態(tài)，此時體系總能量低，A項正確；4s電子能量較高，但其并不總是在比3s電子離核更遠的地方運動，B項錯誤；因為Cr原子半徑小于K，故電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大，C項正確。（2）基態(tài)磷原子的價電子軌道表示式為3s，3p能級的3個原子軌道上的電子自旋平行，故基態(tài)磷原子的價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為＋32或－32。（3）Mg為12號元素，M層只有2個電子，排布在3s軌道上，基態(tài)鎂原子核外M層電子的軌道表示式為，電子自旋狀態(tài)相反。（4）基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，電子占據(jù)的最高能級為3p，p能級的電子云輪廓圖形狀為啞鈴（紡錘）形。（5）基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p共5個能級，ns、np電子云分別有1種、3種伸展方向，核外13個電子的運動狀態(tài)各不相同。命題點3核外電子排布與元素推斷4.[2023浙江]X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X的2s軌道全充滿，Y的s能級電子數(shù)量是p能級的兩倍，M是地殼中含量最多的元素，Q是純堿中的一種元素。下列說法不正確的是（B）A.電負性：Z＞XB.最高正價：Z＜MC.Q與M的化合物中可能含有非極性共價鍵D.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Z＞Y解析Y的s能級電子數(shù)量是p能級的兩倍，則電子排布式為1s22s22p2，則Y為C元素；X的2s軌道全充滿，五種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，則X為Be或B元素；M是地殼中含量最多的元素，則M為O元素；Z為N元素；Q是純堿中的一種元素，則Q為Na元素。一般來說，同周期元素從左到右電負性逐漸增大，則電負性N＞Be（或B），A項正確；N的最高正價為＋5，但O無最高正價，B項錯誤；Na和O形成的Na2O2中O和O之間為非極性共價鍵，C項正確；非金屬性N＞C，故酸性：HNO3＞H2CO3，D項正確。1.[2022天津]下列敘述錯誤的是（D）A.H2O是極性分子B.818OC.O2與O3互為同素異形體D.和互為同系物解析H2O為V形結(jié)構(gòu)，正負電荷中心不重合，為極性分子，A項正確；818O原子的中子數(shù)為18－8＝10，B項正確；O2、O3為氧元素的兩種不同單質(zhì)，互為同素異形體，C項正確；屬于酚，屬于醇，二者不互為同系物，D2.[2022北京]38Sr（鍶）的87Sr、86Sr穩(wěn)定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不變。土壤生物中87Sr/86Sr值與土壤中87Sr/86Sr值有效相關(guān)。測定土壤生物中87Sr/86Sr值可進行產(chǎn)地溯源。下列說法不正確的是（A）A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B.可用質(zhì)譜法區(qū)分87Sr和86SrC.87Sr和86Sr含有的中子數(shù)分別為49和48D.同一地域產(chǎn)出的同種土壤生物中87Sr/86Sr值相同解析Sr和Mg、Ca同主族，位于元素周期表第五周期第ⅡA族，A項錯誤；87Sr和86Sr的質(zhì)量數(shù)不同，可用質(zhì)譜法區(qū)分，B項正確；Sr的質(zhì)子數(shù)為38，87Sr的中子數(shù)為87－38＝49，86Sr的中子數(shù)為86－38＝48，C項正確；根據(jù)題意可知，D項正確。3.[粒子半徑比較]下列四種粒子中，半徑由大到小的排列順序正確的是（C）①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖：②基態(tài)Y的價電子排布式：3s23p5③Z2－的電子排布圖：④基態(tài)W有2個能層，電子式為·:W··A.①＞②＞③＞④ B.③＞④＞①＞②C.③＞①＞②＞④ D.①＞②＞④＞③解析①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，則X為S。②基態(tài)Y的價電子排布式為3s23p5，則Y為Cl。③Z2－的電子排布圖為，則Z2－為S2－。④基態(tài)W有2個能層，結(jié)合電子式可知W為F。四種粒子的半徑大小順序為S2－＞S＞Cl＞F，即③＞①＞②＞④，C項正確。4.[2021上海]（1）硫原子核外有16種運動狀態(tài)不同的電子，其能量最高的電子所占電子亞層符號為3p，與硫同周期的原子中半徑最小的是Cl（寫出元素符號）。（2）斜方硫和單斜硫都是常見單質(zhì)，它們互為同素異形體，CS2的電子式為S····∶∶C∶∶S5.（1）[全國Ⅱ高考]Fe成為陽離子時首先失去4s軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為4f5。（2）[全國Ⅱ高考]基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形。解析（1）Fe的價層電子排布式為3d64s2，其陽離子Fe2＋、Fe3＋的價層電子排布式分別是3d6、3d5，F(xiàn)e成為Fe2＋和Fe3＋時，均首先失去4s軌道上的電子；Sm失去3個電子成為Sm3＋時首先失去6s軌道上的2個電子，然后失去4f軌道上的1個電子，故Sm3＋的價層電子排布式為4f5。（2）基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，電子占據(jù)最高能級為3p，p能級的電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形。1.高鐵動車車廂禁止吸煙。高鐵裝有的離子式煙霧傳感器具有穩(wěn)定性好、靈敏度高的特點，其主體是一個放有镅（95241Am）放射源的電離室。下列關(guān)于

95241Am的說法不正確的是A.質(zhì)子數(shù)為95 B.中子數(shù)為146C.質(zhì)量數(shù)為241 D.核外電子數(shù)為146解析根據(jù)原子中核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)、質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)可知，95241Am的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝95，質(zhì)量數(shù)為241，中子數(shù)＝241－95＝1462.[2024模擬組合]下列化學用語正確的是（B）A.[貴陽摸底考試]基態(tài)氮原子的軌道表示式：B.[浙江名校聯(lián)考]Cr3＋的最外層電子排布式：3s23p63d3C.[惠州模擬]Be原子最外層電子的電子云輪廓圖為D.[南京六校聯(lián)考]基態(tài)S原子核外價電子的軌道表示式為解析由泡利原理和洪特規(guī)則知，基態(tài)氮原子的軌道表示式為，A項錯誤；Cr的核外電子排布式為[Ar]3d54s1，Cr失去3個電子得到Cr3＋，所以Cr3＋的最外層電子排布式為3s23p63d3，B項正確；Be原子最外層電子為2s能級的電子，其電子云輪廓圖為球形，C項錯誤；基態(tài)S原子核外價電子的軌道表示式為，D項錯誤。3.[2023太原名?？荚嚫木嶿《GreenChemistry》報道了我國學者發(fā)明的低壓高效電催化還原CO2的新方法，其反應(yīng)為NaCl＋CO2通電CO＋NaClO。下列敘述錯誤的是（A.鈉原子核外電子有11種運動狀態(tài)B.Na和Cl形成離子鍵的過程為C.與C同主族的Ge價電子排布式為4s24p2D.基態(tài)Cl原子價電子的軌道表示式為解析鈉原子核外有11個電子，每個電子的運動狀態(tài)不同，故有11種運動狀態(tài)，A項正確；鈉原子失電子形成鈉離子，氯原子得電子形成氯離子，二者通過靜電作用，形成離子鍵，B項正確；Ge為第四周期第ⅣA族元素，價電子排布式為4s24p2，C項正確；基態(tài)Cl原子的價電子排布式為3s23p5，則價電子的軌道表示式為，D項錯誤。4.下列說法正確的是（A）A.[浙江高考]818O表示中子數(shù)為B.[浙江高考]金剛石和石墨互為同素異形體，兩者之間不能相互轉(zhuǎn)化C.[2021浙江]14N2和15N2互為同位素D.[2021浙江]Fe2C和Fe3C互為同素異形體解析金剛石和石墨在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，B項錯誤；14N2和15N2均為氮氣分子，不能互稱為同位素，C項錯誤；Fe2C和Fe3C均為化合物，不能互稱為同素異形體，D項錯誤。5.[2023廣東佛山部分學?？荚嚫木嶿現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p5。下列有關(guān)比較正確的是（A）A.第一電離能：④＞③＞②＞①B.原子半徑：④＞③＞②＞①C.電負性：①＞②＞③＞④D.最高正化合價：③＞②＞①解析由題給基態(tài)原子的電子排布式可知，①為Si，②為P，③為N，④為F。同主族元素從上到下第一電離能逐漸降低，同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，因此第一電離能：F＞N＞P＞Si，A項正確；同主族元素從上向下，原子半徑逐漸增大，同周期元素從左向右，原子半徑逐漸減小，因此原子半徑：Si＞P＞N＞F，B項錯誤；元素的非金屬性越強，則電負性越大，同周期主族元素從左到右電負性逐漸增強，同主族元素從上到下電負性逐漸減弱，因此電負性：F＞N＞P＞Si，C項錯誤；一般情況下，元素的最高正化合價等于其族序數(shù)，最高正化合價：Si＜P＝N，D項錯誤。6.[全國Ⅲ高考]下列敘述正確的是（B）A.24g鎂與27g鋁中，含有相同的質(zhì)子數(shù)B.同等質(zhì)量的氧氣和臭氧中，電子數(shù)相同C.1mol重水與1mol水中，中子數(shù)比為2∶1D.1mol乙烷和1mol乙烯中，化學鍵數(shù)相同解析24g鎂與27g鋁的物質(zhì)的量均為1mol，但Mg、Al的質(zhì)子數(shù)分別為12、13，A項錯誤；1molO2含有16mol電子，1molO3含有24mol電子，質(zhì)量相同（設(shè)為mg）的O2、O3中含有電子的物質(zhì)的量分別為m32×16mol＝m2mol、m48×24mol＝m2mol，B項正確；1molD2O含有10mol中子，1molH2O含有8mol中子，C項錯誤；1molCH3CH3含有7mol共價鍵，1molCH2CH27.下列對原子核外電子運動狀態(tài)的描述正確的是（D）A.電子的運動與行星相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉(zhuǎn)B.能量低的電子只能在s原子軌道上運動，能量高的電子總是在f原子軌道上運動C.能層序數(shù)越小，s原子軌道的半徑越大D.在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)一定不同解析電子的運動沒有固定的軌道，也不能描繪出它的運動軌跡，A項錯誤。原子軌道能量的高低取決于能層序數(shù)和原子軌道的類型，不能只從原子軌道的類型來判斷，例如7s原子軌道的能量比4f原子軌道的能量高，B項錯誤。相同類型的原子軌道，能層序數(shù)越大，能量越高，電子運動的區(qū)域越大，原子軌道的半徑越大，C項錯誤。根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則可知，一個原子中不存在運動狀態(tài)完全相同的2個電子，D項正確。8.[電子云和原子軌道的理解誤區(qū)]電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。下列有關(guān)電子云的說法正確的是（B）A.概率密度的大小體現(xiàn)了電子數(shù)目的多少B.概率密度的大小體現(xiàn)了電子在空間某處出現(xiàn)概率的大小C.基態(tài)C原子的1s電子的電子云和2s電子的電子云完全相同D.基態(tài)Li原子的1s電子的電子云和2s電子的電子云形狀不同解析電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述，體現(xiàn)了電子在空間某處出現(xiàn)概率的大小，而不是電子數(shù)目的多少，A項錯誤，B項正確。1s、2s電子的電子云形狀相同，都是球形，但球的半徑不同，C、D項錯誤。9.[全國Ⅰ高考]下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為D、C（填標號）。A. B.C. D.解析根據(jù)能級能量E（1s）＜E（2s）＜E（2p）判斷，能量最低的為D，能量最高的為C。10.[2023重慶八中模擬等組合]根據(jù)要求回答下列問題：（1）基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1，其核外電子占據(jù)的原子軌道有9種伸展方向。（2）鈷及其化合物有重要的用途，探究其結(jié)構(gòu)有重要意義?；鶓B(tài)Co的價電子排布式是3d74s2，價電子軌道表示式是，在元素周期表中，該元素位于d（填“d”或“ds”）區(qū)。解析（1）基態(tài)銅原子的價電子為其3d、4s能級上的電子，其基態(tài)價電子排布式為3d104s1，基態(tài)Cu原子核外電子占據(jù)的軌道有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s，其中s軌道有1種伸展方向，p軌道有3種伸展方向，d軌道有5種伸展方向，因此共有9種伸展方向。（2）基態(tài)Co的價電子排布式是3d74s2，根據(jù)構(gòu)造原理，其價電子軌道表示式是↑↓↑↓↑↑↑3d↑↓4s。在元素周期表中，鈷位于第四周期Ⅷ族，即位于d區(qū)。11.[2023河南名校摸底考試等組合]（1）錳酸鋰（LiMn2O4）電池具有原料成本低、合成工藝簡單等優(yōu)點。原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用＋12表示，與之相反的用－12表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)Li原子，其核外電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為＋12或－12。基態(tài)Mn原子核外價電子的運動狀態(tài)有（2）光電材料[氟代硼鈹酸鉀晶體（KBe2BO3F2）等]是目前科學家特別關(guān)注的材料。基態(tài)B原子中有3種能量不同的電子，存在未成對電子的能級電子云有3種伸展方向。（3）基態(tài)碳原子的電子占據(jù)的最高能級的電子云輪廓圖形狀為紡錘形（或啞鈴形）。（4）Ti原子位于元素周期表中的d區(qū)，最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形。解析（1）基態(tài)Li原子核外電子排布圖為，故其核外電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為＋12或－12；核外價電子的運動狀態(tài)種類數(shù)＝核外價電子總數(shù)，基態(tài)Mn原子核外價電子數(shù)為7，故基態(tài)Mn原子核外價電子的運動狀態(tài)有7種。（2）基態(tài)B原子的核外電子排布式為1s22s22p1，1s、2s、2p中電子的能量不同，則有3種能量不同的電子。2p能級存在未成對電子，p能級電子云有3種伸展方向，為px、py、pz。（3）基態(tài)碳原子的電子排布式是1s22s22p2，占據(jù)的最高能級是2p，電子云輪廓圖形狀為紡錘形（啞鈴形）。（4）Ti是22號元素，其核外電子排布式為[Ar]3d24s2，電子最后占據(jù)3d能級，故Ti位于元素周期表中的d區(qū)；最高能層電子位于4s12.（1）[2023天津模擬]寫出基態(tài)Zn2＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）。Sn與C均為第ⅣA族元素，基態(tài)Sn原子的價電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為1∶3（或3∶1）。（2）[2023四川石室中學模擬]基態(tài)銅原子的核外電子有15種空間運動狀態(tài)。與Cu元素同周期，基態(tài)原子有2個未成對電子的金屬元素有3種。解析（1）基態(tài)Zn原子的電子排布式為1s22s22p63s23