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第六篇 物质结构与性质
专项 38 核外电子排布规律
核外电子排布规律是高考必考知识点，特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点，侧重于电负性
与电离能的考查，注意掌握常见元素电负性与电离能的比较方法及特殊情况，备考时加以关注。
(1)能量最低原则：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。
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
(2)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2 个电子，且自旋状态相反。
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，且自旋状态相
同。如2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。
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： Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
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1．(2022•全国甲卷节选)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】(1)
【解析】F为第9号元素其电子排布为1s22s22p5，则其价电子排布图为 。
2．(2022•山东卷节选)基态Ni原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______。
【答案】(1) 3d84s2 第4周期第VIII族
【解析】(1)已知Ni是28号元素，故基态Ni原子的价电子排布式为：3d84s2，在周期表中第四横行第
10纵列即位于第4周期第VIII族。
3．(2022•北京卷节选) Fe2+价层电子排布式为___________。
【答案】(1)3d6
【解析】(1)铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为3d6。
4．(2022•海南省选择性考试节选)基态O原子的电子排布式_______，其中未成对电子有_______个。
【答案】s22s22p4或[He]2s22p4 2
【解析】O为8号元素，其基态O原子核外有8个电子，因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或
[He]2s22p4，其2p轨道有2个未成对电子，即O原子有2个未成对电子。
5．(2022•湖南选择性考试节选)基态 原子的核外电子排布式为 [Ar]_______；
【答案】 [Ar] 3d104s24p4
【解析】硒元素的原子序数为 34，基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s24p4，故答案为：[Ar]
3d104s24p4。
6．(2021•广东选择性考试节选)基态硫原子价电子排布式为__________。
【答案】3s23p4
【解析】基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价电子排布式为3s23p4。
7．(2021•湖南选择性考试节选)基态硅原子最外层的电子排布图为 ，晶体硅和
碳化硅熔点较高的是 (填化学式)；
【答案】(1) SiC
【解析】(1)Si位于周期表中第3周期第ⅣA族，基态原子的价电子排布式为3s23p2，则基态Si原子的
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学科网（北京）股份有限公司价电子排布图为： ；晶体硅、碳化硅均属于原子晶体，原子半径：Si＞C，键长：
C﹣Si＜Si﹣Si，则键能：C﹣Si＞Si﹣Si，所以熔点：碳化硅＞晶体硅，晶体硅和碳化硅熔点较高的是
SiC。
8．(2021•河北选择性考试节选)(1)在KH PO 的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排
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布相同的是___________(填离子符号)。
(2)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____________。
【答案】(1)K+和P3- (2) 或
【解析】(1)在KH PO 的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+ (或H-)、O2-、K+和P3-，其
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中核外电子排布相同的是K+和P3-。(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，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 。
9．(2020•新课标Ⅰ卷节选)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_________。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I)如表所示。I(Li)> I (Na)，原因是_________。I(Be)>
1 1 1 1
I(B)> I (Li)，原因是________。
1 1
【答案】(1)4：5
(2)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小
Li，Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子
的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的。
10．(2020•新课标Ⅱ卷节选)基态Ti原子的核外电子排布式为____________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2
11．(2020•江苏卷节选)Fe基态核外电子排布式为___________；[Fe(H O) ]2+中与Fe2+配位的原子是
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________(填元素符号)。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 O
1．基态原子核外电子排布的四方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式 Cu：[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe：3d64s2
电子排布图(或轨道表
示式)
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。
1．某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法中不正确的是( )
A．该元素基态原子中共有25个电子
B．该元素原子核外有4个电子层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M电子层共有8个电子
2．下面关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是( )
A．1s22s22p63s23p2 B．[Ne]3s23p2
C． D．
3．下列有关核外电子排布的式子不正确的是( )
A． Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
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B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．N原子的轨道表示式：
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学科网（北京）股份有限公司D．S原子的轨道表示式：
4．下列关于价电子排布为3s23p4的原子描述正确的是( )
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．可以与H 化合生成液态化合物
2
D．其轨道表示式为
5．在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有a种，元素的基态原子
最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则的值为( )
A．1 B．2
C．3 D．4
6．下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子
D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子
7．在原子结构理论中，有四个原理，分别是①构造原理，②泡利原理，③洪特规则，④能量最低原
理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号，各只填一项)
(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍________；
(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3________；
(3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个________；
(4)铬( Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2________；
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(5)磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子________。
(6)第四周期元素中，4p轨道半充满的是________,3d轨道半充满的是________,4s轨道半充满的是
________。(填元素符号)
8．碳、硅、铁、铜、铝、钛是重要的材料元素。请回答下列有关问题：
(1)上述元素中属于主族元素的是________(填写元素符号，下同)，在元素周期表 d 区的元素是
________。
(2)原子核外电子含有四个电子层的元素是________，基态原子的原子轨道中未成对电子数最多的是
________。
(3)基态钛原子价电子的轨道表示式为________。
(4)基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，由此可判断铜在元素周期表中位于第________周期________
族。
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学科网（北京）股份有限公司9．根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题：
(1)A元素次外层电子数是最外层电子数的，其外围轨道表示式是________________。
(2)B是1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是________，在元
素周期表中的位置是____________________________________。
(3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的________(填序号)，另一轨道表示式不能作为基态原子的
轨道表示式是因为它不符合________(填序号)。
A．能量最低原理 B．泡利原理 C．洪特规则
(4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫
作第一电离能(设为E)。如图所示：
①同周期内，随着原子序数的增大，E值变化的总趋势是________；
②根据图中提供的信息，可推断出E ________E (填“>”“<”或“＝”，下同)；
氧 氟
③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出E ________E 。
镁 钙
10．下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价。回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 V
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正化合价 +3 +4 +5 +6 +7
(1)写出下列元素基态原子的电子排布式。
___________； ___________；V___________； ___________。
(2)已知基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实
与理论不相吻合的问题当你遇到这样的问题时，你的态度是___________。
(3)对比上述五种元素基态原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是
___________；出现这一现象的原因是___________。
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学科网（北京）股份有限公司11．按要求回答下列问题：
(1)研究发现，在CO 低压合成甲醇反应(CO ＋3H===CH OH＋HO)中，Co氧化物负载的Mn氧化物
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纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
(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________。
(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N )(H O) (NH )Cl(用R代表)。
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回答下列问题：
①氮原子的价电子轨道表示式为_______________________________________。
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(E)。
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第二周期部分元素的E 变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的 E 自左而右依次增大的原因是
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________________；氮元素的E 呈现异常的原因是________________。
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12．明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石(主要成分为ZnCO )和煤冶锌工艺，
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锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题：
(1)Zn基态原子核外电子排布式为__________________________________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH )]SO 溶液。
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①与SO互为等电子体的阴离子化学式为________(写出一种)。
②氨的热稳定性强于膦(PH )，原因是_______________________________________。
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(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为I ＝746 kJ·mol－1，I ＝906 kJ·mol
Cu Zn
－1，I
