多電子原子核外電子的排布-2024-2025學(xué)年滬科版高二化學(xué)同步講義（學(xué)生版）

1.2多電子原子核外電子的排布

能量最低M

基態(tài)原子核外電子的排布規(guī)則泡^不相容原理

謝寺?W

多電子原子核外電子的排布

電子排布式

核外電子排布的表示方法

軌道表示式

趣知識精講

知識點(diǎn)01基態(tài)原子核外電子的排布規(guī)則

>能量最低原理：在不違背泡利不相容原理的前提下，核外電子總是優(yōu)先占有能量最低的

軌道，只有當(dāng)能量最低的軌道占滿后，電子才依次進(jìn)入能量較高的軌道。

在同一電子層上，各亞層的能量順序為ns<np<nd<nf,當(dāng)電子層不同、電子亞層相同

時，其能量順序為ls<2s<3s<4s,2p<3p<4p,3d<4d<5d,4f<5f<6f?對于不同電子層的

不同電子亞層，其能量高低較為復(fù)雜，如下圖所示。

>泡利不相容原理：在同一個原子中，不可能有運(yùn)動狀態(tài)完全相同的兩個電子存在。即:

同一原子中每一個軌道上只能容納自旋方向相反的兩個電子。

核外電子除了要以接近光速繞原子核高速運(yùn)動外，還像地球一樣繞自己的軸自旋。自

旋是電子的內(nèi)在屬性。且自旋只有順時針和逆時針兩種方向。常用上下箭頭（口和口）

表示自旋相反的電子。

>泡利原理核心思想：

1.一個原子軌道里，最多2電子

2.如果一個原子軌道里只有1個電子，自旋方向愛順時針和逆時針都行，但如果有

2個，只能一個順時針、一個逆時針方向。

比如：（3、4、5號元素原子Li、Be、B的電子排布軌道）

1s2s

r

Li

1s2s

Bepu^n]

1s2s2p

B用露|TI

>洪特規(guī)則：電子在進(jìn)入同一亞層時，將盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。量子

力學(xué)證明，電子這樣排布可使能量最低。同時，洪特為此又歸納出一種特例：對于同一

電子亞層，當(dāng)電子的排布為全充滿、半充滿或全空時，是比較穩(wěn)定的。即：全充滿p6或

/°或濟(jì)，半充滿p3或d5或f7,全空P。或d°或P。

洪特規(guī)則核心思想：

1.電子不是完全填完一個軌道再去另一個軌道，它傾向于多吃多占

2.電子多吃多占的時候也不是沒有章法，它用平行自旋的方式占領(lǐng)，這樣是為了讓原

子能量降低。

比如：第2層的4個電子排布邏輯：

pT^|n|

2s2p

正確的是下方的排布軌道，電子會先填充完2s軌道，一共2個，然后剩下的2個電子

去填充2p軌道，2p的軌道能量相同，這個時候電子會多吃多占，傾向于占領(lǐng)更過軌道,

但是注意，2p軌道里的電子自旋方向相同。那么，如果再增加一個電子，軌道排布會如

何？

如果，再增加一個呢？

H]|nt|T

2s2p

【即學(xué)即練1】下列敘述中，正確的是

A.各電子層含有的原子軌道數(shù)為2n2

B.各電子層的能級都是從s能級開始，到f能級結(jié)束

C.3d能級有5個原子軌道，且電子按3P—3d—4s的順序填充

D.s、p、d能級所含有的原子軌道數(shù)分別為1、3、5

【即學(xué)即練2】某原子3d能級中有一個電子，其N電子層的電子總數(shù)為

A.0B.1C.2D.3

知識點(diǎn)02核外電子排布的表示方法

電子排布式和軌道表示式

(1)電子排布式

［廣層）上:上的電子數(shù)］

Is22s22P3

原子（離子）核外電子的排布情況，通常用電子排布式表示，書寫方式為：將該

微粒所含有的電子亞層按照能量由低到高的順序依次寫出來，并在亞層的右上角標(biāo)出

該亞層所含有的電子數(shù)，如

1H:1s1

2He:1S2

3Li:1s22s1

4Be:1s22s2

5B:1s22s22Pl

6C:1s22s22P2

7N:1s22s22p3

80:1s22s22P4

9F:1s22s22P5

10Ne:1s22s22p6

11Na:1s22s22P63sl屋11號元素的核外電子排布式

a、簡化的電子排布式

可以將內(nèi)層已達(dá)到稀有氣體的部分用稀有氣體的符號外加方括號的形式表示，如

C1原子為：Is22s22P63s23P5,可簡寫為［Ne］3s23P5。

其中稀有氣體部分稱為原子實（［Ne］）,其余部分稱為外圍電子（3s23P5）

b、價層電子排布式

在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層（簡稱價層），其能級上的

電子稱為價層電子或價電子，只寫出原子的價電子的排布式稱為價電子排布式，如C1

原子為：3s23P5,元素周期表中所標(biāo)出的就是各個元素的價電子排布式。

【注意】

①價層電子一般為最外層電子，有些可能也包括倒數(shù)第二層甚至第三層的電子，

如

Fe等。

②價層電子不一定等于外圍電子，如Br的價層電子為4s24P5,外圍電子為

3P104s24P5。

c、出現(xiàn)能級交錯的電子亞層，書寫時候按照電子層的順序書寫，如Fe的核外

電子填充順序為Is22s22P63s23P64s23d6,書寫電子排布式時要寫為

Is22s22P63s23P63d64s2。

d、根據(jù)洪特規(guī)則，處于半充滿或全充滿時能量較低，因此某些接近的半滿或全

滿的元

素（一般為IB和VIB族元素）電子可能會出現(xiàn)重排。

如Cr,本應(yīng)該是［Ar］3d44s2,但因為半充滿較為穩(wěn)定，因此其排布式為［Ar］3d54sI。

A軌道表示式

為了清楚地表示同一亞層不同軌道中的電子排布情況，原子核外電子排布也可以

用軌道表示式來表示，我們用方框表示一個軌道，能量相同的軌道（簡并軌道）方框

相連，將亞層符號寫在軌道下方（或上方）用“t”和“3”來表示兩種不同的自旋方向

的電子，如圖

以鋁除子為例，電子指布圖中各符號、數(shù)字的意義為:

tr表示2個自旋相反的電子）

【注意】

a、軌道式的書寫方法一般先寫出電子排布式，然后劃出相應(yīng)的軌道。

b、“口”稱電子對，“V或“「稱單電子（或未成對電子）。

b、注意洪特規(guī)則“電子總是優(yōu)先占據(jù)不同的軌道，且自旋方向相同"，如圖中Si

原子的2p電子方向應(yīng)一致。

imfF7]ffr[mi-f~~r_

Is2s2p3S3p

【即學(xué)即練31

下列表達(dá)方式正確的是

A.P的核外電子排布式：3s23P3B.B的價電子排布圖：?t⑴H

?溫

原子結(jié)構(gòu)示意圖：））

C.CrD.Fe?+的價電子排布式為：[Ar]3di°4s2

【即學(xué)即練4】根據(jù)要求回答下列問題：

（1）某同學(xué)寫了基態(tài)磷原子的兩個價電子的表達(dá)形式，分析其分別違背了什么原理。①

3s3p

3鵬；②附om一

（2）Ti原子位于元素周期表中的—區(qū)，最高能層電子的電子云輪廓圖的形狀為,其價

電子排布式為。與Ti同周期的過渡元素中，未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價電子排

布圖為=

（3）Cu的價電子排布圖為—；從軌道結(jié)構(gòu)角度考慮Cu的兩種常見價態(tài)離子中更穩(wěn)定的為—

（寫離子符號），其核外電子排布式為o

國常見考法

輻常見考法一核外電子的排布規(guī)律

1.下列說法正確的是

A.“紛紛燦爛如星隕”的煙花是某些金屬元素的焰色反應(yīng)，焰色反應(yīng)屬于化學(xué)變化

B.基態(tài)Br原子簡化的電子排布式為[Ar]4s24P5

C.基態(tài)N原子的電子排布式為Is22s22p12p$,則違反了洪特規(guī)則

D.原子的電子排布式由Is22s22P33sl7Is22s22P4形成吸收光譜

2.下列基態(tài)原子或離子的電子排布式錯誤的是

A.FIs22s22P5B.Cl-Is22s22P63s23P5

C.KIs22s22P63s23P64slD.Mg2+Is22s22P6

例常見考法二能級間能量大小的比較

3.硫的下列4種微粒，若失去一個電子所需要能量最多的是

A.[Ne]3s23P4B.[Ne]3s23P2C.[Ne]3s23Pl4slD.[Ne]3s23P34sl

4.下列狀態(tài)的鋁中，電離最外層的一個電子所需能量最小的是

[Ne]①①①

3s3Px3pyc3sD.3s

A.[Ne]B.

坦常見考法三電子排布與元素性質(zhì)的練習(xí)

5.某原子價電子排布為4s24P3,該元素或其化合物不可能具有的性質(zhì)是

A.該元素屬于非金屬B.該元素的氫化物比氨氣穩(wěn)定

C.該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是弱酸D.該元素的最高化合價是+5

6.下列四種元素中，非金屬性最強(qiáng)的是

A.基態(tài)原子含未成對電子數(shù)最多的第二周期元素

B.位于周期表中第三周期第IIIA族的元素

C.基態(tài)原子最外層電子排布式為2s2P5的元素

D.基態(tài)原子最外層電子排布式為2s22P6的元素

M分層提分

題組A基礎(chǔ)過關(guān)練

1.下列化學(xué)用語或圖示表達(dá)正確的是

A.順-2-丁烯的球棍模型:

B.CO2的空間填充模型:

Ca2+[:

C.CaC2的電子式:

D.基態(tài)氮原子的軌道表示式：?皿皿工口

2.下列說法正確的是

A.焰色反應(yīng)是化學(xué)變化

B.自然界的原子都是基態(tài)

C.在一定條件下，碳原子的電子排布式可能是Is22sl2P3

D.電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)放出能量，產(chǎn)生發(fā)射光譜

3.下列化學(xué)用語正確的是

▲

A.甲烷的空間充填模型：

B.丙烯的結(jié)構(gòu)簡式：CH3CHCH2

C.基態(tài)Fe3+的簡化電子排布式：[Ar]3d34s2

D.基態(tài)S?-的電子排布式：IS22s22P63s23P6

4.Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等正極材料研究方面的卓

越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎。Li位于周期表中____區(qū)；基態(tài)Ti原子的價電子排布

式為;基態(tài)Fe3+、Fe2+離子中未成對的電子數(shù)之比為。

5.下列說法正確的是

題組B能力提升練

6.下列圖示或化學(xué)用語表示正確的是

4d5s

??UTlUTiUITI出28142,￡>1

A.NaCl的電B.基態(tài)47Ag的價層電子軌C.Fe2+的結(jié)構(gòu)示D.px的軌道的

子式道表示式意圖電子云輪廓圖

A.AB.BC.CD.D

7.下列能級符號正確且簡并軌道數(shù)最多的是

A.2dB.3fC.4dD.5s

8.日常生活中，我們看到的霓虹燈光、熒光等都與原子核外電子躍遷有關(guān)。下列描述的原

子的價層電子狀態(tài)中最穩(wěn)定的是

A.2sl2P2B.3d54s2C.3d64slD.3sl3P3

9.某元素基態(tài)原子價電子排布式為3s23P3下列結(jié)論正確的是

A.該元素符號為O

B.該元素位于元素周期表p區(qū)

C.該元素的單質(zhì)可以與H2化合生成液態(tài)化合物

Is2s2p3s3p

D.該元素基態(tài)原子軌道表示式為叵回回回回回回回

10.下列化學(xué)用語表示正確的是

A.乙醇的官能團(tuán)電子式為：[：0：H「

B.鈉原子的基態(tài)核外電子排布可表示Is22s22P63sl

3d4s

c.基態(tài)銅原子的價層電子排布圖：EEEHEE]E3

D.乙塊的分子空間填充模型：

ii.下列說法中，正確的是

A.3P2表示3P能級有兩個軌道

B.處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子

C.2p、3p、4P能級的軌道數(shù)依次增多

D.同一原子中，Is、2s、3s電子的能量逐漸減小

12.I.鋁合金和鋼鐵是國家重要的金屬材料。回答下列問題：

(1)下列是氣態(tài)鋁原子或離子的電子排布式，其中處于激發(fā)態(tài)的有(填序號)。A變

為D所需的能量為Ei，D變?yōu)镋所需的能量為E?,則EiE2(填“〈”或“=”)，理

由是o

A.Is22s22P63s23PlB.Is22s22P63s13Pxi3py【C.Is22s22P63s13Pxi3Pzi

D.Is22s22P63s2E.Is22s22P63slF.Is22s22P63sl3Pl

(2)利用電解法可在鋁制品表面形成致密的氧化物保護(hù)膜，不僅可以增加美觀，而且可以延

長鋁制品使用時間。制取氧化物保護(hù)膜的裝置如下圖所示，陽極的電極反應(yīng)方程式

為。

鋁制型1銹鋼網(wǎng)

二一二~二~一冊9二

H,SOa-H,C,O,溶液

II.鋼鐵在潮濕空氣中容易生銹，某興趣小組查閱資料可知，鋼鐵腐蝕的快慢與溫度、電解

質(zhì)溶液的pH值、氧氣濃度以及鋼鐵中的含碳量有關(guān)，為此設(shè)計了下列實驗。

編號①②③④

100mL飽和100mL飽和NaCl100mLpH=2100mLpH=5

A

NaCl溶液溶液CH3COOHH2SO4

mg鐵粉和ng碳mg鐵粉和ng碳mg鐵粉和ng碳

Bmg鐵粉

粉混合物粉混合物粉混合物

錐形

瓶中

p\,,,

p[...t

廣,,一,,

壓強(qiáng)□二1

隨時'Hn.

間變

化

通過上述實驗分析回答：

（3）上述實驗①、②探究對鐵的腐蝕快慢的影響，寫出實驗②碳電極上的電極反

應(yīng)式;

（4）上述四個實驗中（用編號表示）發(fā)生吸氧腐蝕，上述四個實驗鐵腐蝕由快到慢的

順序為（用編號表示）。

題組C培優(yōu)拔尖練

13.（2018?全國I卷）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

田回口□□□OHDD

ls2sLS2s

A.2pt2p?2PzB.2Px2py2pz

□W回□□ESEDDD

ls2sls2s

c.2Px2pv2PzD.2Px2pv2Pz

14.回答下列問題：

(1)基態(tài)Mn原子核外有種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。

(2)基態(tài)鎂原子核外M層電子的自旋狀態(tài)(填“相同”或"相反”)。

(3)基態(tài)Ge原子有個未成對電子。

(4)銀元素基態(tài)原子的電子排布式為o

(5)氮原子價層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為0

(6)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為。

⑺基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是。

(8)Se的基態(tài)原子中電子占據(jù)的原子軌道總數(shù)為o

15.LiCoCh、LiFePC)4常用作鋰離子電池的正極材料?；鶓B(tài)Co原子核外電子排布式

為基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為該能層能量最高的電子云在空間有

個伸展方向，原子軌道呈—形。

16.按要求回答下列問題：

⑴①基態(tài)原子的N層有1個未成對電子，M層未成對電子數(shù)最多的元素的價電子排布式

為—o

②最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素的軌道表示式為—o

③Cu原子的結(jié)構(gòu)示意圖為?

(2)N原子核外有種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子?；鶓B(tài)N原子中，能量最高的電子所占據(jù)的原

子軌道的形狀為—o

(3)某元素+3價離子的電子排布式為Is22s22P63s23P63d3,該元素在周期表中的___區(qū)。

17.回答下列問題：

(1)處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用形象化描

述。第四周期未成對電子數(shù)最多的元素是(填元素符號)

(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為;Cu的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

(3)帆(23V)是元素廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。鋼在元素周期表中的位置為第周期

第族，其價層電子的軌道表示式為o

(4)Na位于元素周期表第周期第族；S的基態(tài)原子核外有個

未成對電子。

(5)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為o

(6)基態(tài)Fe原子有個未成對電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為。

(7)以氮化線(GaN)等為代表的第三代半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異性能，3iGa基態(tài)原子的核外電子

排布式是o

(8)鋁原子核外電子共有種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。

(9)基態(tài)Mi?+的核外電子排布式為。

(10)Se原子序數(shù)為,其核外M層電子的排布式為o

(11)可正確表示原子軌道的是o

A.2sB.2dC.3pzD.3