②形状相同的原子轨道能量的高低：
1s<2s<3s<4s…。
③同一能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。
3．原子核外电子的排布规律
（1）三个原理
①能量最低原理：
即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
②泡利原理：
在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。
如2s轨道上的电子排布为
，不能表示为
。
③洪特规则：
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。
如2s轨道上的电子排布为
，不能表示为
。
洪特规则特例：
当能量相同的原子轨道在全满（p6、d10、f14）、半满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，体系的能量最低，如：
24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
29Cu的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1（3d10为全充满稳定状态，4s1为半充满稳定状态）。
（2）基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法
以硫原子为例
原子结构示意图
S
电子式
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
电子排布图（轨道表示式）
价电子排布式
3s23p4
【特别提醒】
（1）当出现d轨道时，虽然电子按ns，（n－1）d，np顺序填序，但在书写电子排布式时，仍把（n－1）d放在ns前，如Fe：
1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：
1s22s22p63s23p64s23d6，错误。
（2）由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。
（3）书写轨道表示式时，空轨道不能省略。
如C的轨道表示式为
，而不是
4.电子的跃迁与原子光谱
（1）基态原子：
处于最低能量的原子叫基态原子；
（2）激发态原子：
当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
（3）电子的跃迁
①基态→激发态：
当基态原子的电子吸收能量后，会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。
②激发态→基态：
当激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。
（4）原子光谱
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
习题精讲
1、【2019，2卷】
（2）Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为______________________。
（3）比较离子半径：
F−__________O2−（填“大于”等于”或“小于”）。
【答案】
（2）4s4f5（3）小于
3、【2019，3卷】
（1）在周期表中，与Li
的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________（填“相同”或“相反”）。
【答案】
（1）Mg相反
4、【2019，海南】
（1）Mn位于元素周期表中第四周期______族，基态Mn原子核外未成对电子有____个。
【答案】
（1）ⅦＢ５
5、【2018，1卷】
（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________（填标号）。
（2）Li＋与H－具有相同的电子构型，r（Li＋）小于r（H－），原因是________。
【答案】
（1）D C
（2）Li＋核电荷数较大
6、【2018，2卷】
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_____________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
【答案】
（1）
哑铃（纺锤）
7、【2018海南卷】I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________
A．第一电离能：
Cl＞S＞P＞SiB．共价键的极性：
HF＞HCI＞HBr＞HI
C．晶格能：
NaF＞NaCl＞NaBr＞NaID．热稳定性：
MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3
II.黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。
回答下列问题：
（1）CuFeS2中存在的化学键类型是____________。
下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的________。
A．Fe2+
B．Cu
C．Fe3+
D．Cu+
【答案】I.BCII.
（1）离子键CD
8、【2017，1卷】
（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm（填标号）。
A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．766.5
（2）基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是______________________________________________。
【答案】
（1）A
（2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较小，金属键较弱
9、【2017，2卷】
（1）氮原子价层电子对的轨道表达式（电子排布图）为 。
【答案】
（1）
10、【2017，3卷】
（1）Co基态原子核外电子排布式为_________________________________。
元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
11、【2016，2卷】
（1）镍元素基态原子的电子排布式为______________________________________，
3d能级上的未成对电子数为________。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
12、【2016，3卷】
（1）写出基态As原子的核外电子排布式 。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）
13、【2015，1卷】
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。
在基态14C原子中,核外存在 对自旋相反的电子。
【答案】
（1）电子云 2
14、【2013，福建】
（2）NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：
4NH3＋3F2CuNF3＋3NH4F
①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有 （填序号）．
a．离子晶体b．分子晶体c．原子晶体d．金属晶体
②基态铜原子的核外电子排布式为 ．
【答案】
（2） ①a、b、d②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
15、【2012全国】（3）Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________；
【答案】（3）34 3s23p63d10
板块二：
原子结构与元素性质
内容要点
1．原子结构与周期表的关系
（1）原子结构与周期表的关系
周期
能层数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子序数
基态原子的简化电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
（2）元素周期表的分区
①根据核外电子排布
a．分区
b．各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点
分区
元素分布
外围电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6
通常是最外层电子参与反应
d区
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族（除镧系、锕系外）
（n－1）d1～9ns1～2
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
（n－1）d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近
②根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区（如下图），处于金属与非金属交界线（又称梯形线）附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。
注意：
“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。
2．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
。
3．元素周期律
（1）原子半径
①影响因素
②变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
（2）电离能
第一电离能：
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，
符号：
I1，单位：
kJ·mol－1。
（3）电负性
①含义：
元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。
元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。
②标准：
以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性（稀有气体未计）。
③变化规律
金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右。
1.8区分金属非金属，1.7区分离子键共价键，1.0区分活泼金属
习题精讲
1、【2019，1卷】
（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是A（填标号）。
A．
B．
C．
D．
2、【2019，3卷】（4）NH4H2PO4中，电负性最高的元素是______；P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。
【答案】（4）Osp3σ
3、【2018，1卷】（4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图（a）的BornHaber循环计算得到。
可知，Li原子的第一电离能为_______kJ·mol－1，O===O键键能为______kJ·mol－1，Li2O晶格能为_______kJ·mol－1。
【答案】（4）520 498 2908
4、【2018，3卷】
（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。
第一电离能I1（Zn）________I1（Cu）（填“大于”或“小于”）。
原因是。
【答案】
（2）大于 Zn核外电子排布为全充满稳定结构，较难失电子
5、【2017，2卷】
（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。
第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_____________________；氮元素的E1呈现异常的原因是___________________________。
【答案】
（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N的2p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子
6、[2017海南]Ⅰ.下列叙述正确的有___AD____。
A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高正价为+7
B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性
D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
7、【2016，1卷】（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂．Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 ．
【答案】O＞Ge＞Zn
8、【2016，3卷】
（2）根据元素周期律，原子半径Ga As,第一电离能Ga As。
（填“大于”或“小于”）
【答案】
（2）大于 小于
9、【2015，海南】
（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 。
【答案】
（1）H、C、O
10、【2013，福建】
（1）依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照右图B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
【答案】
11、【2012全国】
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为____________________；
【答案】
（2）O>S>Se
12、【2012福建】
（1）元素的第一电离能：
Al________Si（填“>”或“<”）。
【答案】
（1）<
13、【2012山东】
（2）Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______________。
【答案】
（2）C（碳）
14、【2011全国】
（2）基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；【答案】
（2）1s22s22p1N+3
课后练习
1、【2019五调】
（1）铁原子外围电子轨道表示式为，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用摄取铁元素的原子光谱。
（2）FeCoOx是一种新型光电催化剂。
第四电离能大小关系是I4（Co）I4（Fe）（填“>”或“<”），原因是。
【答案】
（1）
（2）光谱仪
（3）＜铁失去的是处于半充满的3d5的一个电子，相对较难，钴失去的是3d6上的一个电子后形成稳定的半充满状态，相对容易
2、【2018五调】
（1）基态砷原子的电子排布式为，第四周期元素中，第一电离能低于砷原子的p区元素有（填元素符号）。
【答案】
（1） [Ar]3d104s24p3（1分）Ga、Ge、Se（2 分）
3、【2019四调】
（1）H3BNH3是一种潜在的储氢材料，其中N原子的价电子轨道表达式为。
（2）制备H3BNH3的化学反应为（HB=NH）3是六元环状物质，与其互为等电子体的有机物分子式为，CH4、H2O、CO2的键角由大到小的顺序为，B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为
【答案】
4、【2018四调】
（1）基态CO原子的价电子排布式为____________，Co3+核外3d能级上有_________对成对电子。
【答案】
（1）3d74s2（1分）2（1分）
5、【2018二调】
（1）N原子核外有___ 种不同运动状态的电子。
基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为____________________________。
（4） 第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为_____（填“元素符号”）。
【答案】
（1）七（或“7”）（1分）哑铃形（1分）（4）Be、C、O（2分）
6、【2019武昌元调】
（1）第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有种不同运动状态的电子。
（2）如图2所示，每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。
每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是。
判断依据是。
（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。
则该晶体的类型属于晶体。
（4）第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有种。
BaCl3原子的杂化方式为，写出与BaCl3结构相向的一种等电子体（写离子）。
【答案】
（1）12（1分）
（2）SiH4（1分）在ⅣA~ⅦA中的氢化物里，只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象，且a为第三周期氢化物，故a为SiH4（2分）（3）原子（1分）（4）3（1分）sp2杂化（1分）
7、【2017第二次联考】
（1）氧族元素位于元素周期表第_______列。
基态氧原子核外电子的电子云形状有_______种；氧原子价电子的轨道表达式为________________________。
（2）与氧同周期的相邻的元素中，第一电离能由大到小的顺序为（包括氧元素）____________（填元素符号）。
【答案】
（1）（1分）；2（1分）；
（1分）
（2）FNO（1分）
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