②形状相同的原子轨道能量的高低:
1s<2s<3s<4s…
③同一电子层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如npx、npy、npz轨道的能量相等。
(1)[2014·高考安徽卷25-
(1)]S的基态原子核外有________个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为________________________。
(2)[2014·高考浙江卷自选模块15-
(1)]31Ga基态原子的核外电子排布式是________________。
(3)[2014·高考福建卷31-
(1)]基态硼原子的电子排布式为________________。
(4)[2014·高考江苏卷21-
(1)]Cu+基态核外电子排布式为____________________。
(5)[2014·高考新课标全国卷Ⅱ37-
(1)]周期表前四周期元素中e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,e的外围电子轨道表示式为________________。
(6)[2014·高考四川卷8-
(1)]XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3。
Y基态原子的电子排布式是________________________________________________________________________。
(7)[2014·高考新课标全国卷Ⅰ37-
(2)]基态Fe原子有________个未成对电子。
Fe3+的电子排布式为________________________________________________________________________。
[解析]
(1)S的外围电子排布为3s23p4,利用洪特规则和泡利不相容原理可知S的基态原子核外有2个未成对电子;依据能量最低原理以及洪特规则和泡利不相容原理,14号元素Si的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(3)硼原子的核外电子数是5,则基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。
(4)Cu为29号元素,Cu+核外有28个电子,按照核外电子排布规律,其核外电子排布式应为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。
(5)由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e为铜元素。
(6)依据题目信息:
XY2为红棕色气体,且X可以形成XH3,则X为氮元素,Y为氧元素。
(7)基态Fe原子3d原子轨道排有6个电子,即基态Fe原子存在4个未成对电子;Fe3+是由基态Fe原子失去4s原子轨道上的2个电子和3d原子轨道上的1个电子得到的,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
[答案]
(1)2 1s22s22p63s23p2
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1 (3)1s22s22p1
(4)[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10)
(5) (6)1s22s22p4
(7)4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(1)复杂原子的核外电子排布式
对于复杂原子的电子排布式,应先按能量最低原理从低到高排列,然后将同一电子层的排在一起。
例如:
26Fe,先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一电子层的电子排在一起,即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)特殊原子的核外电子排布式
例如:
24Cr,先将电子按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4,因3d5是半充满状态稳定,因此需要将4s轨道上的一个电子调整到3d轨道上,得1s22s22p63s23p64s13d5,再将同一电子层的排在一起,得该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;29Cu,先将电子按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9,因3d10是全充满状态稳定,因此需要将4s轨道上的一个电子调整到3d轨道上,得1s22s22p63s23p64s13d10,再将同一电子层的排在一起,得该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
1.下列轨道表示式所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是________。
解析:
①不符合能量最低原理;②不符合洪特规则;④不符合能量最低原理。
答案:
③⑤
2.写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式。
原子
电子排布式
简化电子排布式
N
Cl
Ca
Fe
Cu
As
答案:
原子
电子排布式
简化电子排布式
N
1s22s22p3
[He]2s22p3
Cl
1s22s22p63s23p5
[Ne]3s23p5
Ca
1s22s22p63s23p64s2
[Ar]4s2
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2
[Ar]3d64s2
Cu
1s22s22p63s23p63d104s1
[Ar]3d104s1
As
1s22s22p63s23p63d104s24p3
[Ar]3d104s24p3
3.A、B、C、D、E、F代表6种元素。
请根据各项信息填空。
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有8个电子,则A的元素符号为________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,则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轨道为半充满状态,则D的元素符号为________________________________________________________________________,其基态原子的轨道表示式为
________________________________________________________________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层只有一个电子,则E的元素符号为________,其基态原子的电子排布式为________________。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=________;原子中能量最高的是________电子,其原子轨道呈________形。
解析:
(1)根据A元素基态原子的电子排布情况:
最外层有3个未成对电子,次外层有8个电子,其轨道表示式为,则该元素核外有15个电子,为磷元素,其元素符号为P。
(2)B-、C+的电子层结构都与Ar相同,即核外都有18个电子,则B为17号元素Cl,C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价离子,其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即D为26号元素铁。
(4)根据题意要求,首先写出电子排布式:
1s22s22p63s23p63d104s1,该元素为29号元素Cu。
(5)s轨道只有1个原子轨道,故最多只能容纳2个电子,即n=2,所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3,由此可知F是氮元素;根据核外电子排布的能量最低原理,可知氮原子的核外电子中的2p轨道能量最高,p电子的原子轨道呈纺锤形。
答案:
(1)P
(2)Cl K
(3)Fe
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(5)2 2p 纺锤
[反思归纳]
核外电子排布式书写的几个易错点
(1)24Cr、29Cu的特殊性。
前者半充满、后者全充满更稳定,所以两者简化的核外电子排布式分别为[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。
(2)离子核外电子排布式的书写。
要注意一定是先写原子的核外电子排布式,然后再从外到里失电子(阳离子)或最外层得电子(阴离子),最后写出相应离子的核外电子排布式。
(3)注意区分“核外电子排布式”、“外围电子排布式”和“最外层电子排布式”。
外围电子排布式指去除原子实后的剩余部分。
最外层电子排布式则指最外层电子的排布。
考点二 元素性质的递变规律[学生用书P213]
一、原子结构与元素在周期表中的位置关系
1.原子结构与周期表的关系
周期
电子
层数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子
的电子排
布式
原子
序数
基态原子的
电子排布式
2
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
3
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
4
4
19
[Ar]4s1
3