易错点13 原子结构与核外电子排布-备战2023年高考化学考试易错题(原卷版)
易错点 13 原子结构与核外电子排布
易错题【01】原子轨道与能级
① 第一能层(K)只有 s能级,有 1个原子轨道;第二能层(L)有s、p两种能级,有 4个原子
轨道;第三能层(M)有s、p、d三种能级,有 9个原子轨道。
② 同一能级的不同原子轨道具有相同的能量(如 2px、2py、2pz的能量相同)。
③ 不同能层的同种原子轨道具有的能量随能层序数(n)增大而升高,如能量:1s<2s<3s
等。
易错题【02】核外电子排布式
① 能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个
原子的能量最低。“能量最低的原子轨道”指的是电子填入后使整个原子能量达到最低的
轨道。
② 洪特规则特例:当能量相同的原子轨道(简并轨道)在全满(p6、d10、f14)、半满
(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,体系的能量最低。例如,24Cr 的电子排
布式为 1s22s22p63s23p63d54s1。
易错题【03】原子核外电子排布的常见错误
(1)在写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:
①(违反能量最低原理)
②(违反泡利原理)
③(违反洪特规则)
④(违反洪特规则)
(2)当出现 d轨道时,虽然电子按 ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,
仍把(n-1)d 放在 ns前,如 Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,却先失 4s 轨道上的电
子,如 Fe3+:1s22s22p63s23p63d5。
(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如
Cu 的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式:[Ar]3d104s1;价电子排布式:
3d104s1。
易错题【04】核外空间运动状态
(1)判断核外电子的空间运动状态
① 判断依据:核外电子的空间运动状态种类数=原子核外电子占据的原子轨道数。
② 方法:先写出基态原子(或离子)的核外电子排布式,结合泡利原理和洪特规则,确定
价电子轨道表示式,再确定电子占据轨道数,即核外电子的空间运动状态种类。
(2)判断核外电子的运动状态:原子核外不同电子的运动状态不同,故核外电子的运动状
态种类=核外电子总数。
典例分析
例题 1、基态 Fe 原子的价层电子排布式为___________。
(2)基态硫原子价电子排布式为__________。
(3)基态硅原子最外层的电子排布图(轨道表示式)为 。
【解析】(1)基态 Fe 原子核外有 26 个电子,核外电子排布式为[Ar]3d64s2,则其价电子层
的电子排式为 3d64s2。
(2)基态 S原子的核外电子排布式为 3s23p4,则基态硫原子的价电子排式为 3s23p4。
(3)基态 Si 原子的价电子层的电子排式为 3s23p2,根据泡利原理、洪特规则和能量最低原
理推知,Si 的最外层的电子排布图(轨道表示式)为 。
【答案】(1)3d64s2 (2)3s23p4 (3)
例题 2、(1)基态 F原子核外电子的运动状态有 种。
(2)对于基态 Cr 原子,下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为
B.4s 电子能量较高,总是在比 3s 电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用 表示,与之相反的用
表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和
为 。
【解析】(1)基态 F原子共有 9个核外电子,则每个电子都有对应的轨道和自旋状态,所
以核外电子的运动状态有 9种;
(2)基态原子满足能量最低原理,Cr 有24 个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低,
核外电子排布应为 ,A正确; Cr 核外电子排布为 ,由于能级交错,3d
轨道能量高于 4s 轨道的能量,即 3d 电子能量较高,B错误;电负性为原子对键合电子的
吸引力,同周期除零族原子序数越大电负性越强,钾与铬位于同周期,铬原子序数大于钾,
故铬电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大,C正确。
(3)对于基态的磷原子,其价电子排布式为 ,其中 3s 轨道的 2个电子自旋状态相
反,自旋磁量子数的代数和为 0;根据洪特规则可知,其 3p 轨道的 3个电子的自旋状态相
同,因此,基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为 或 。
【答案】(1)9 (2)A (3) 或
例题 3、(1)在 KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同
的是 (填离子符号)。
(2)Fe 基态核外电子排布式为 。
(3)Al 在周期表中的位置 ;基态 Zn 的价层电子排布式
。
(4)基态 Ti 原子的核外电子排布式为 。
【解析】(1)四种组成元素形成的简单离子为 K+、H+(或 H—)、P3—、O2—,其中 K+和
P3—的核外电子排布相同,均与 Ar 原子相同。
(2)Fe 是26 号元素,基态 Fe 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。
(3)Al 的核外电子排布为[Ne]3s23p1,故 Al 在周期表中处于第三周期第 IIIA 族。基态 Zn
原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2,则其层电子排布式为 3d104s2。
(4)Ti 原子核外有 22 个电子,基态 Ti 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2或
[Ar]3d24s2。
【答案】(1)K+和P3— (2)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(3)第三周期第 IIIA 族 3d104s2 (4)s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
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