一、核外電子的排布表示方法的常見誤區(qū)1.當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí),雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時(shí),仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2正確,Fe:1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。
2.在寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí),常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:
例1　[2023廣東揭陽高二期中]根據(jù)已學(xué)知識,回答下列問題:(1)基態(tài)N原子中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是　　　　　,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為　　　　。?(2)寫出33號元素As的基態(tài)原子的最外層電子軌道表示式:　　　　　　　。(3)已知鐵是26號元素,寫出Fe的價(jià)層電子排布式:　　　　　。?(4)Zn2+的核外電子排布式為　　　　　　　　　。?
答案 (1)L　球形和啞鈴狀　(2)(3)3d64s2　(4)1s22s22p63s23p63d10
解析 (1)N是7號元素,根據(jù)構(gòu)造原理可知,基態(tài)N原子的核外電子排布式是1s22s22p3,則其核外電子占據(jù)的最高能層是第二能層,符號是L;占據(jù)該能層的為s電子和p電子,s電子的電子云輪廓圖形狀為球形,p電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴狀。(2)As是33號元素,基態(tài)As原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3,最外層電子軌道表示式為 。(3)鐵是26號元素,根據(jù)構(gòu)造原理可知,基態(tài)Fe原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,簡寫為[Ar]3d64s2,則Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2。(4)Zn是30號元素,根據(jù)構(gòu)造原理可知,基態(tài)Zn原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2。Zn2+是Zn原子失去最外層的2個(gè)4s電子形成的離子,則Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。
二、基態(tài)原子中未成對電子(單電子)的判斷方法1.未成對電子的定義一個(gè)原子軌道中只有1個(gè)電子時(shí),該電子即為未成對電子。一個(gè)原子軌道中有2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子,這2個(gè)電子稱為成對電子。2.1~36號元素中,原子核外未成對電子數(shù)與價(jià)層電子排布之間的關(guān)系(1)有1個(gè)未成對電子:ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1。(2)有2個(gè)未成對電子:ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2。(3)有3個(gè)未成對電子:ns2np3、3d34s2、3d74s2。(4)有4個(gè)未成對電子:3d64s2。(5)有5個(gè)未成對電子:3d54s2。(6)有6個(gè)未成對電子:3d54s1。
例2　(1)[2022海南卷]基態(tài)O原子的電子排布式為　　　　　　。?(2)[2021福建卷]基態(tài)C原子的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為　　　。(3)[2020全國卷Ⅰ]基態(tài)Fe2+與Fe3+中未成對的電子數(shù)之比為　　　。?(4)[2019海南卷]Mn位于元素周期表中第四周期第　　　族,基態(tài)Mn原子核外未成對電子有　　　個(gè)。?
答案 (1)1s22s22p4　(2)2∶1　(3)4∶5　(4)ⅦB　5解析 (1)基態(tài)O原子核外有8個(gè)電子,電子排布式為1s22s22p4。(2)基態(tài)C原子的核外電子排布式為1s22s22p2,成對電子數(shù)為4,未成對電子數(shù)為2,其比值為2∶1。(3)基態(tài)鐵原子的價(jià)層電子排布式為3d64s2,基態(tài)Fe2+和Fe3+的價(jià)層電子排布式分別為3d6和3d5,根據(jù)洪特規(guī)則,基態(tài)Fe2+有4個(gè)未成對電子,基態(tài)Fe3+有5個(gè)未成對電子,所以二者未成對電子數(shù)之比為4∶5。(4)Mn是25號元素,位于元素周期表中第四周期第ⅦB族,根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Mn原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,原子核外的未成對電子有5個(gè)。
思維建?！∥闯蓪﹄娮訑?shù)的判斷
解析 根據(jù)泡利原理知,3p能級最多排6個(gè)電子,該電子排布式違反了泡利原理,故A正確;根據(jù)洪特規(guī)則知,2p能級上的兩個(gè)電子應(yīng)排在不同軌道上,該排布式違反了洪特規(guī)則,故B正確;電子能量與能層和能級都有關(guān),ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量,故C錯(cuò)誤;根據(jù)能量最低原理知,電子先排能量低的軌道后排能量高的軌道,該電子排布式違反了能量最低原理,故D正確。
解析 N2分子中N原子周圍應(yīng)為8個(gè)電子,其電子式為 ,故A錯(cuò)誤;Cl-最外層電子數(shù)為8,其結(jié)構(gòu)示意圖為 ,故B錯(cuò)誤;根據(jù)洪特規(guī)則特例可知,同一能級處于半充滿狀態(tài)時(shí),更穩(wěn)定,故基態(tài)Cr原子的簡化電子排布式為[Ar]3d54s1,故C錯(cuò)誤。
3.[2023湖北七市聯(lián)考](1)基態(tài)氟原子核外9個(gè)電子,這些電子的電子云形狀有　　　種;氟原子有　　　種不同能量的電子,價(jià)層電子的軌道表示式為　 。?(2)已知錫位于第五周期,與C同主族,寫出Sn2+的最外層電子排布式:　 ;?Cl-中有　　　種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。?(3)基態(tài)硼原子的核外電子軌道表示式為? 　。?
解析 (1)氟原子電子排布式為1s22s22p5,含有s軌道和p軌道2種原子軌道,故電子的電子云形狀有2種;電子能量由能層和能級共同決定,所以氟有3種不同能量的電子。氟的價(jià)層電子排布式為2s22p5,價(jià)層電子的軌道表示式為 。(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同,Sn位于第五周期,與C同主族,則Sn2+的最外層電子排布式為5s2;Cl-有18個(gè)電子,所以有18種不同運(yùn)動狀態(tài)。(3)基態(tài)硼原子的核外電子數(shù)為5,電子排布式為1s22s22p1,電子的軌道表示式為 。
4.[高考題組合]按要求完成下列填空。(1)[2019全國卷Ⅱ]Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價(jià)層電子排布式為　　　。?(2)[2019江蘇高考]Cu2+基態(tài)核外電子排布式為　 。?(3)[2018全國卷Ⅱ]基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表示式)為　　　　,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為　　　　形。(4)[2017全國卷Ⅲ]C基態(tài)原子核外電子排布式為　 。?(5)[2016全國卷Ⅰ]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]　　　　　　,有　　個(gè)未成對電子。?(6)[2016全國卷Ⅱ]鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　　　,3d能級上的未成對電子數(shù)為　　　 。?

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高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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