课时49 原子核外电子排布【高考说明】1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。
2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱【知识梳理】一、能层与能级对多电子原子的核外电子，按将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。
完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为。
②能级类型的种类数与数相对应③原子轨道s、p、d、f 伸展方向分别为、、、，与能级所在能层。
二、电子云与原子轨道1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。
电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示。
2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。
s电子的原子轨道呈对称， ns能级各有个原子轨道；p电子的原子轨道呈，np能级各有个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；nd能级各有个原子轨道；nf能级各有个原子轨道。
各轨道的的形状与所处的能层无关。
三、核外电子排布规律1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、、、4p、5s、4d、5p、6s、4f……构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。
从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。
思考：如何快速判断不同能级的能量高低？2．能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。
即在基态原子里，电子优先排布在的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。
当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。
3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳个自旋方向的电子。
4．洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据轨道，且自旋方向。
思考：如何描述原子核外的一个电子的运动？四、基态、激发态、光谱1．基态：最低能量状态。
如处于最低能量状态的原子称为基态原子。
2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。
如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。
3．光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→基态）能量，产生不同的光谱—原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。
利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。
【例1】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（）A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大【例2】下列有关认识正确的是（）A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n—1 D．各能层含有的电子数为2n2【例3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（）A．1s22s22p63s13p3 B．1s22s22p63s23p63d104s1 4p1C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s2 4p1【例4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。
以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法，错误的是（）A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”【例5】以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。
⑴铁原子最外层电子数为，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是。
⑵请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。
【巩固练习】结构示意图电子排布式电子排布图（轨道表示式）铁原子1s22s22p63s23p63d64s2铁离子1s22s22p63s23p63d51．氢原子的3d和4s能级的能量高低是（）A. 3d＞4sB. 3d＜4sC. 3d＝4sD. 无3d、4s轨道，无所谓能量高低2．在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是（）A. ns2np3B. ns2np5C. ns1D. ns2np63．表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成（）A. 310B. 3d10C. 3s23p63d2D. 3s23p64s24.下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是（）A.它的元素符号为OB.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.它可与H2生成液态化合物D.其电子排布图为：1s 2s 2p 3s 3p5.下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是（）A.2s22p2和2s22p4B. 3s23p4和2s22p4C.3s2和2s22p5D. 3s1和3s23p57.下面是四种元素原子基态的电子排布式，其中化合价最高的是A．1s22s22p3 B．1s22s22p63s23p63d34s2 C．1s22s22p63s23p6 D．1s22s22p58.下列原子或离子的基态电子排布式正确的是（）A．Ni2+：[Ar] 3d8 B． Cu：[Ar] 3d94s2 C．S2- ：[Ne] 2s23p6 D．Si： [Ar] 3s23p29.下列微粒的基态电子排布式一定错误的是（）A．A原子：1s22s22p63s23d103p6 B．B2-离子：1s22s22p6C．C2+离子：1s22s22p6 D．原子：1s22s22p610.具有下列最外层电子排布的基态原子，其相应的元素，一定属于主族的是（）A．ns1 B．ns2 C．ns2np6 D．ns2np211.A元素的原子基态外围电子排布是ns2np5，B元素基态原子外围电子排布是ms2mp2，它们形成的化合物的化学式为（）A．A4B7B．BA4 C．AB4 D．A7B412.硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。
实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2 ~ 3遍；②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽；③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2 ~3次，再用滤纸将晶体吸干；⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
请回答下列问题：（1）写出Fe、Fe2＋、Fe3＋的核外电子排布式。
（2）用轨道表示式表示Fe3＋的3d电子的排布情况。
（3） Fe(OH)3在碱性介质中与NaClO反应生成Na2FeO4和NaCl，ClO－的电子式是，Fe(OH)3与NaClO 反应的化学方程式是。
（4）硫酸亚铁制备中实验步骤①的目的是。
（5）实验步骤②明显不合理，理由是。
（6）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是。
【高考题解】1．（09上海）2．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是（ ）A ．B ．C ．D ．2. (2007年高考江苏卷)下列叙述正确的是 ( )A.2CH 2CH 2nB.石英的化学式为：CaSiO 3C.在CS 2、PCl 3电子的稳定结构D.Ar 原子的结构示意图为3.(2007年高考海南) 、B 、C 、D 、E 代表5种元素。
请填空：(1)A 2个电子，其元素符号为__________；(2)B B 的元素符号为____ __，C 的元素符号为____ __；(3)D 元素的正三价离子的3d 亚层为半充满，D 的元素符号为_____，其基态原子的电子排布式为______。
(4)E 元素基态原子的M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电子，E 的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_______________________。
4．(2007年高考上海)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表： (1)元素T 的原子最外层共有 种不同运动状态的电子。
元素X 的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是 。
(2)元素Y 与氢元素形成一种离子YH 4＋ ，写出该微粒的电子式 (用元素符号表示)(3)元素Z 与元素T 相比，非金属性较强的是 (用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是 。
a ．常温下Z 的单质和T 的单质状态不同b ．Z 的氢化物比T 的氢化物稳定c ．一定条件下Z 和T 的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。
T 、X 、Y 、Z 四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是 ，理由是 _ ____________ 。
5.（2007山东卷）请完成下列各题：（1）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有 种。
（2）第ⅢＡ、ⅤＡ族元素组成的化合物GaN 、GaP 、GaAs 等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。
Ｇａ原子的电子排布式为 。
在GaN 晶体中，每个Ｇａ原子与 个Ｎ原子相连，与同一个Ｇａ原子相连的Ｎ原子构成的空间构型为 。
在四大晶体类型中，GaN 属于 晶体。
（3）在极性分子ＮＣｌ3中，Ｎ原子的化合价为－3，Ｃｌ原子的化合价为＋1，请推测ＮＣｌ3水解的主要产物是 （填化学式）。
元素编号 元素性质或原子结构 T M 层上有2对成对电子 X 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性 Z 元素最高正价是＋7价 +20 2 8 8。