文档文本内容
能层与能级 构造原理与电子排布式
重难点 题型 分值
1. 通过认识原子结构与核外电子的排布，理解
能层与能级的关系，理解核外电子的排布规
律。
重点
2. 证据推理与模型认知：结合构造原理形成核 选择题、填空
4-6分
外电子排布式书写的思维模型，并能根据思维 题
模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。
难点 熟练书写1～36号元素的电子排布式
第1页【温故知新】开天辟地——原子的诞生
1. 原子的诞生
（1）原子的诞生
（2）人类对原子结构认识的演变
2. 宇宙中的元素
（1）宇宙的组成元素及含量
（2）地球的组成元素
绝大多数是金属元素
{ ¿¿¿¿
地球上的元素
一、能层与能级
1. 能层
（1）含义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层（电
子层）。
（2）符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七……分别用 K 、 L 、 M 、 N 、 O 、
P 、 Q ……表示。
【注意】不同的能层容纳的电子数目最多不超过2n2，n为电子层数。
（3）能量关系：由K能层→Q能层，能量逐渐增大。
能层 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
第2页电子离核远近 近→远
电子能量高低 低→高
2. 能级
（1）含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能
级。
（2）表示方法：分别用相应能层的序数和字母 s 、 p 、 d 、 f 等表示，如n能层的能级按
能量由低到高的排列顺序为ns、 n p 、 n d 、nf等。
【注意】n为能层序数
【解读】能层与能级的关系
可用楼层和楼梯表示能层和能级的关系，用楼层表示能层，则楼层间楼梯的阶级表示
能级。
举例：下列能级符号表示错误的是（ ）
A. 2p B. 3f C. 4s D. 5d
【答案】B
【解析】每一能层的能级数与能层序数相等，且具有的能级依次为 s、p、d、f……，
M能层只有3s、3p、3d能级，没有3f能级。
3. 能层、能级与最多容纳的电子数
能层
一 二 三 四 五 六 七 ……
（n）
符号 K L M N O P Q ……
…
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… ……
…
最多容 …
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… ……
纳的电 …
子数 2 8 18 32 …… …… …… 2n2
由上表可知：
（1）任一能层的能级总是从s能级开始，能层序数等于该能层所包含的能级数，如第
三能层有3 个能级。
（2）以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2
倍。
第3页（3）英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。例如：1s、2s、3s、
4s……能级最多都只能容纳2个电子。
【总结提升】能层中各能级的能量关系
（1）在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。
（2）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：1s<2s<3s<4s……；
2p<3p<4p<5p……；3d<4d<5d……。
【即时练】下列有关认识正确的是（ ）
A. 各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4
B. 各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C. 各能层含有的能级数为n－1
D. 各能层含有的电子数为2n2
【考点】能层与能级
【题点】能层与能级的综合
【答案】A
【解析】各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，它只有一个s能级，
当n＝2时，含有两个能级分别为s、p能级，所以B、C都不正确；D选项中每个能层最多
能容纳2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。
二、构造原理与电子排布式
1. 构造原理
（1）含义
多电子原子中电子总是按照能量由低到高的顺序进入不同能级。随着原子核电荷数的
递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、
3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理。
核外电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、
5d、6p、7s……。
（2）示意图
第4页（3）电子能量的高低
①同一能层：E ＜E ＜E ＜E
ns np nd nf
②同类能级，n值大，能级具有的能量高，如：E >E >E 。
ns （n-1）s （n-2）s
③E ＜E ＜E ＜E （能级交错）
ns （n-2）f （n-1）d np
【易错警示】“能级交错”现象：由构造原理可知,核外电子排布的能级顺序为1s、2s、
2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……从中可以看出，从第三能
层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。
如E ＞E ：电子先进入4s而后进入3d能级属于能级交错现象，即能量小排在前面。
3d 4s
再比如：E（4d）>E（5s）、E（5d）>E（6s）、E（6d）>E（7s）、E（4f）>E
（5p）、E（4f）>E（6s）等。
举例：比较下列原子轨道的能量高低。
（1）2s________3s；（2）2s________3d；
（3）3p________3s；（4）4f________5f。
【考点】能层与能级
【题点】不同能层、能级的能量比较
【答案】（1）< （2）< （3）> （4）<
【解析】根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p、3s、3p、4s、
3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p……。
2. 电子排布式
（1）概念：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数的式子。
（2）表示方法
第5页（3）基态原子的电子排布式的书写步骤
第 一 步 ： 按 照 构 造 原 理 写 出 电 子 填 入 能 级 的 顺 序 ，
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……。
第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。
第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。
（4）简单原子的电子排布式。
按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。
如：C：1s22s22p2
6
Ne：1s22s22p6
10
Cl：1s22s22p63s23p5，阴离子得到电子填入最外层能级（原子失去电子变为阳离子通
17
常由外而内依次失去）
K：1s22s22p63s23p64s1
19
（5）复杂原子的电子排布式。
对于较复杂的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到
一起。
如 Fe：先排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一能层的能级排到一起，即该原子的
26
电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
【注意】书写电子排布式的注意事项
能级的顺序不完全遵循构造原理，要按照能层序数从小到大的顺序排布。即当出现d
能级时，电子按照ns、（n-1）d、np的顺序填充，要把（n-1）d写在ns的前面，如Fe:
1s22s22p63s23p63d64s2。
（6）利用构造原理书写简化电子排布式。
为了书写方便，把内层电子排布已达到稀有气体电子层结构的部分写成原子实，用稀
有气体的元素符号外加括号来表示，此为简化的电子排布式。
如Cl原子简化的核外电子排布式可表示为 [Ne] 3s23p5；其中[Ne]代表Ne的核外电子
排布式，即 Ne：1s22s22p6
10
K：1s22s22p63s23p64s1,其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1,其中[Ar]代表Ar的核外电子排
布式,即1s22s22p63s23p6。
Mn原子排布式：1s22s22p63s23p63d54s2
Mn原子简化的电子排布式：[Ar] 3d54s2
Fe原子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
第6页再如Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2。
（7）价电子排布式（又称为外围电子排布式、特征电子构型）
①主族元素的价电子为最外层电子，如 K 的价电子排布式为：4s1。K：
1s22s22p63s23p64s1
②过渡元素的价电子包括最外层、次外层或倒数第三层的电子，如 Cr的价电子排布式
为：3d54s1，铜的价电子式为3d104s1。
【拓展提升】微粒结构示意图与电子排布式的关系
对于复杂的原子或离子，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示
意图，再据此写出电子排布式，如
微粒结构示意图表示原子或离子的核电荷数和核外电子在各电子层（能层）上的排布。
Fe核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
Fe结构示意图：
Fe3+核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d5
Fe3+结构示意图：
【易错辨析】
（1）能层就是电子层（ √ ）
（2）不同能层，s能级能量相同（ × ）
（3）s能级的能量一定比p能级的低（ × ）
（4）高能层的所有能级能量都比低能层能级能量高（ × ）
（5）各能层的能级数等于其所处能层序数（ √ ）
（6）任一能层的s能级最多容纳的电子数均为2（ √ ）
（7）3p3表示3p能级只能填充3个电子（ × ）
（8）各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f…的顺序依次为1、3、5、7…的2倍（
√ ）
第7页【总结提升】
【归纳总结】
1. 各能层中的能级数等于其所处的能层序数
2. 每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子
3. 能级符号相同、电子层数不同的电子能量：
4. 核外电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、
4f、5d、6p、7s……。
5. 在多电子原子中会发生能级交错现象，如E（3d）>E（4s）。
6. 书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，根据构造原理，核外电子排布的能级顺序为
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……。各能级能量由
低到高可记为ns<（n－2）f<（n－1）d<np，然后再把同一能层的不同能级移到一起。
例题1 下列叙述正确的是（ ）
A. 能级是电子层
B. 每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C. 同一能层中的不同能级的能量高低相同
D. 不同能层中的s能级的能量高低相同
【考点】能层与能级的关系
【题点】能层与能级关系的综合
【答案】B
【解析】A项，能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的
能级；C项，同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高；D项，不同能层中
的 s 能级的能量不同，能层越大，s 能级的能量越高，例如：E（1s）<E（2s）<E
（3s）……。
【技法大招】熟记能层、能级中的“4”个数量
第8页（1）任一能层,能级数=能层序数,且总是从s能级开始。
（2）以s、p、d、f……排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5、7……的2倍。
（3）每个能层最多可容纳的电子数是能层序数平方的2倍,即2n2。
（4）能级符号相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。
例题2 下列各离子或原子的电子排布式错误的是（ ）
A. Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B. O2－：1s22s22p4
C. K：1s22s22p63s23p64s1
D. Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
【考点】构造原理和核外电子排布式
【题点】核外电子排布式的书写与判断
【答案】B
【解析】已知O原子的电子排布式为1s22s22p4，故O2－的电子排布式为1s22s22p6，B项
错误。
【技法大招】书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，根据构造原理，核外电子排布
的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……。
各能级能量由低到高可记为ns<（n－2）f<（n－1）d<np，然后再把同一能层的不同能级
移到一起。
例题3 （1）Cl原子核外电子能量最高的电子所在的能级是________。
（2）基态 Si 原子中，核外电子占据最高能层的符号为________，该能层上有
________个能级，电子数为________。
【考点】能层与能级的关系
【题点】能层与能级关系的综合
【答案】（1）3p （2）M 3 4
【解析】（1）Cl原子核外有17个电子，排布在1s、2s、2p、3s、3p 5个能级上，能
量最高的是3p能级。
（2）Si原子核外有14个电子，K、L、M能层上分别有2、8、4个电子，所以电子占
据的最高能层为M能层，该能层有3s、3p、3d三个能级，排有4个电子。
例题4 按要求填空：
第9页（1）B原子的电子排布式为________。
（2）N原子的价电子排布式为________。
（3）Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。
（4）LiN晶体中氮以N3－存在，N3－的电子排布式为________。
3
（5）写出镓（Ga）原子的电子排布式：________________________。
【考点】核外电子排布式
【题点】核外电子排布式的书写与判断
【答案】（1）1s22s22p1（或[He]2s22p1） （2）2s22p3
（3）34 3s23p63d10 （4）1s22s22p6
（5）1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）
【解析】（1）B的核外有5个电子，电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。（2）N原
子最外层有5个电子，最高能层为L，价电子排布式为2s22p3。（3）Se与O同主族。原子
序数为34，N能层有6个电子，故其M层排满，M层电子的排布式为3s23p63d10。（4）N
原子电子排布式为2s22p3，N原子得到3个电子后N3－的电子排布式为2s22p6。（5）Ga为
第四周期ⅢA族元素。故其原子最外层电子排布式为 4s24p1，Ga原子的电子排布式为
[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列说法中，不符合现代大爆炸宇宙学理论的是（ ）
A. 我们所在的宇宙生于一次大爆炸
B. 恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素
C. 氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母
D. 宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子
2. 下列能级符号表示错误的是（ ）
A. 2p B. 3f C. 4s D. 5d
3. 下列各离子或原子的电子排布式错误的是（ ）
A. Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B. O2－：1s22s22p4
C. K：1s22s22p63s23p64s1
D. Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
4. 第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为（ ）
第10页A. 3、18 B. 4、24 C. 5、32 D. 4、32
5. 下列叙述正确的是（ ）
A. 能级不是电子层
B. 每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C. 同一能层中的不同能级的能量高低相同
D. 不同能层中的s能级的能量高低相同
6. 电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是（ ）
A. ns B. np C. （n－1）d D. （n－2）f
7. 下列原子或离子的核外电子排布式，正确的是（ ）
A. S2－：1s22s22p63s23p4
16
B. Sc：1s22s22p63s23p64s23d1
21
C. Ar：1s22s22p63s23p6
18
D. F：2s22p5
9
8. 已知Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，通常可把内层已达稀有气体原子的电子层
结构的部分写成“原子实”，如 Na的核外电子排布式可写成[Ne]3s1。用“原子实”表示
的30号元素锌的原子核外电子排布式正确的是（ ）
A. [Ne]3d104s2 B. [Ar]3d104s24p2
C. [Ar]3d84s24p2 D. [Ar]3d104s2
9. 有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，其中：
（1）某电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒的符号是________。
（2）某微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是________。
（3）某微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子最外层有一个电子，
这种微粒的符号是________。
（4）某微粒还原性虽弱，但失去电子后氧化性很强，且这种元素的原子得到一个电子
即达到稳定结构，这种微粒的符号是________。
第11页1.【答案】B
【解析】现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸，A正确；
宇宙大爆炸后，氢、氦等发生原子核的融合反应，分期分批地合成其他元素，至今，所有
恒星仍在合成元素，但所有这些元素都是已知的，B错误，C正确；大爆炸后约2小时，
诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂，氢是宇宙中最丰富的元素，约占宇宙原子总
数的88. 6%，D正确。
2.【答案】B
【解析】每一能层的能级数与能层序数相等，且具有的能级依次为 s、p、d、f……，
M能层只有3s、3p、3d能级，没有3f能级。
3.【答案】B
【解析】已知O原子的电子排布式为1s22s22p4，故O2－的电子排布式为1s22s22p6，B项
错误。
方法技巧
书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能量由低到高可记为 ns<（n－2）f<
（n－1）d<np，最后要把同一能层的不同能级移到一起。
4.【答案】D
【解析】每一能层包含的能级数目等于该能层的序数，故第四能层包含s、p、d、f四
个能级；每一能层所容纳的最多电子数为2n2，故第四能层最多所容纳的电子数为2×42＝32
个。
5.【答案】B
【解析】A项，能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的
能级；C项，同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高；D项，不同能层中
的 s 能级的能量不同，能层越大，s 能级的能量越高，例如：E（1s）<E（2s）<E
（3s）……。
6.【答案】B
【解析】根据原子中上述能级的能量高低顺序：ns<（n－2）f<（n－1）d<np，所以最
后一个排布的应是能量最高的能级，应为np能级。可见，解此类题，应从构造原理入手，
判断出能级的能量高低。电子在排布时应先进入能量低的能级，填满后再进入能量高的能
级。
7.【答案】C
【解析】S2－的原子核外共有18个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，选项A
是S原子的核外电子排布式，故A错误；书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，
第12页能层高的能级要写在右边，因此 Sc原子的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，故
21
B错误；D是F的最外层电子（价电子）的排布式，不符合题意。
8.【答案】D
【解析】根据构造原理可知，锌元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s2，
除3d104s2外，锌原子内层电子的排布与稀有气体原子Ar的电子排布相同，因此锌的核外电
子排布式可写为[Ar]3d104s2。
9.【答案】（1）Ar （2）S2－ （3）K＋ （4）Cl－
【解析】符合上述核外电子排布式的电中性微粒，很难发生化学反应的应为稀有气体
Ar；使溴水褪色，应为还原性较强的S2－，发生如下反应S2－＋Br ===S↓＋2Br－；氧化性很
2
弱，得到电子后还原性很强，应为K＋；得一个电子即达稳定结构，故该微粒应为Cl－。
第13页原子的基态与激发态 电子云与原子轨道
重难点 题型 分值
1. 通过微观上对核外电子排布规律的分析，理解基
态与激发态的含义与关系，能辨识光谱与电子跃迁
重点 之间的关系。
2. 通过原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核 选择题 2-4分
外电子运动状态的描述方法。
1. 掌握基态与激发态的含义与关系
难点
2. 判断原子轨道数
一、原子状态和原子光谱
1. 基态原子和激发态原子
（1）基态原子：处于最低能量的原子。
（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。如氢原子1s能级上电子吸收能量可激发到2s或2p能级，变为激发态原子。
【注意】电子跃迁是物理变化
（3）基态、激发态相互间转化的能量变化
第14页在日常生活中，我们看到的许多可见光，如焰火、霓虹灯光、激光、萤光、LED灯
光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
2. 原子光谱与光谱分析
（1）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
取各种元素的电子吸收的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
【注意】每一种元素都有自己独一无二的原子光谱。
（2）发射光谱与吸收光谱
电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，形成吸收光谱。
电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，形成发射光谱。
（3）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱
分析。
光谱的成因及分类图示：
【解释】发射光谱是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱则是明亮背景的暗色谱线，两种
谱线一一对应。
【注意】关于电子跃迁的注意事项
（1）电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反
之，将吸收能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。
（2）电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是化学变
化。
（3）一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
【思考】对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光，产生这一现象的主要原因是
什么？
【提示】在电流作用下，基态氛原子的电子吸收能量跃迁到较高的能级，变为激发态
原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能
量的激发态或基态原子时，将释放能量，从而产生红光。
第15页【认知升华】
1. 光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能
量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量。
2. 日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量
有关。
【即时练】电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（ ）
A. 电子的运动轨迹图像 B. 原子的吸收光谱
C. 电子体积大小的图像 D. 原子的发射光谱
【考点】原子的基态与激发态
【题点】原子光谱及其应用
【答案】B
【解析】能量E（3d）＜E（4p），故电子由3d能级跃迁到4p能级时，要吸收能量，
形成吸收光谱。
【拓展提升】能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
基态原子的电子排布遵循能量最低原理。
【即时练】下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是（ ）
①Be：1s22s12p1 ②O：1s22s22p4 ③He：1s12s1 ④Cl：1s22s22p63s23p5
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
【考点】原子的基态与激发态
【题点】能量最低原理及应用
【答案】D
【解析】①Be：1s22s12p1是激发态，2s能量低于2p，故错误；②O：1s22s22p4符合能
量最低原理，故正确；③ He：1s12s1是激发态，1s 能量低于 2s，故错误；④ Cl：
1s22s22p63s23p5符合能量最低原理，故正确。
二、电子云与原子轨道
1. 原子核外电子的运动特点
（1）电子的质量很小（9.109 5×10－31 kg），带负电荷。
（2）相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。
（3）电子运动的速度很快，接近光速（3. 0×108 m·s－1）。
第16页2. 电子云
（1）概念：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描
述。
（2）小黑点：电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。小黑点越密，表明电子在
此处出现的概率越大。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核
外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。用P表示电
子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则P/V称为概率密度，用ρ表示。
如图为氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图。
氢原子只有一个电子，而图中有许许多多小点，可见这些小点不是电子本身。那么，
图中的小点是什么呢？小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。小点越密，
表明概率密度越大。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作
电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分
布的形象化描述。图中黑点越密集表示电子出现的概率越大。如氢原子1s电子在离核近的
地方出现的概率大，在离核远的地方出现的概率小。
氢原子1s电子在原子核外出现概率密度分布图
【注意】电子云中的小黑点不代表电子。
3. 原子轨道
既然原子中的电子运动状态表现为按概率分布的统计规律，那么，又该如何理解量子
力学中的原子轨道？究竟应怎样形象地描述原子中电子的运动状态呢？
（1）概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。不同
能级的电子的电子云空间轮廓不同，其轨道形状也不相同。
（2）电子云轮廓图的形状
电子云图很难绘制，使用不便，我们常用电子云轮廓图。
第17页制作电子云轮廓图是为了表达电子云轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象
化的简单描述。比如以1s电子云轮廓图的绘制过程为例来看：
绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率 P=90% 的空间圈出来。
① s电子的电子云轮廓图为球形（原子核位于球心）。
下图是1s、2s、3s的电子云轮廓图。所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都
是一个球形，只是球的半径不同。
同一原子的能层越高，s电子云半径越大，是由于电子的能量依次增高，电子在离核
更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这就好像宇宙飞船必
须提供能量推动才能克服地球引力上天，2s电子比1s电子能量高，克服原子核的吸引在离
核更远的空间出现的概率就比1s大，因而2s电子云必然比1s电子云更弥散。
【注意】s能级电子云核外电子运动空间是球形的，不是平面的。
② p电子的电子云轮廓图为哑铃形，每个p能级有三个轨道，它们相互垂直，分别以
p 、p 、p 为符号。如下图。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。能层序数越
x y z
大，原子轨道的半径越大。
【注意】不同能层、同种能级的原子轨道的形状相似，半径不同。
原子中单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述，而原子轨道在量子力学中是用波
函数表示的，因此可以将原子轨道以图形的方式在直角坐标系中表示出来，从图中可以看
出，s轨道在三维空间分布的图形为球形，即该原子轨道具有球对称性；p轨道空间分布的
图形特点与s轨道明显不同，它在空间的分布特点是分别相对于x、y、z轴对称，也就是
说，p轨道在空间分别沿x、y、z轴的方向分布。
第18页③ d能级的电子云形状更为复杂，如下图，d能级有5个轨道。
（3）能量关系
①相同能层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。
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np 、np 、np 轨道
x y z
的能量相等。d能级5个轨道虽然形状不同，其能量也是一样的。
【即时练】基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数
为9，电子数为4。
【解析】原子中各电子层的能量由内向外逐渐升高，硅原子最外层为 M层；M层有3
个能级：3s（1个轨道）、3p（3个轨道）、3d（5个轨道），一共9个轨道；硅原子最外
层电子数（M层）共含有4个电子。
【易错辨析】
（1）处于最低能量的原子叫基态原子（ √ ）
（2）电子跃迁时只吸收能量（ × ）
（3）2s的电子云比1s的电子云大，说明2s的电子云中的电子比1s多（ × ）
（4）同一原子中2p、3p、4p能级中原子轨道数依次增多（ × ）
（5）2p和3p轨道形状相同，能量也相同（ × ）
（6）3p4表示3p能级有四个轨道（ × ）
第19页【总结提升】原子轨道与能层序数的关系
（1）不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数 n越大，原
子轨道的半径越大。如：
（2）同能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道能量相同，如p=p=p，d能级5
x y z
个轨道虽形状不同，其能量也是一样的。
（3）各能级所含有原子轨道数目：
能级符号 ns np nd nf
轨道数目 1 3 5 7
（4）原子轨道数与能层序数（n）的关系：原子轨道数目＝n2。
【归纳总结】
（1）基态原子的核外电子排布遵循构造原理。
（2）电子及其运动特点可概括为体积小、质量轻、带负电；绕核转、运动快、测不准
（某时刻的位置和速度）、（离核的）距离不同、能量相异、描述概率（电子在核外空间
某处出现的概率，即电子云）。
（3）原子轨道：同一能层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同；不同能层，同
种能级某原子轨道形状相同，半径不同，能量不同。
例题1 下列变化需要吸收能量的是（ ）
A. 1s22s22p63s1→1s22s22p6
B. 3s23p5→3s23p6
C. 2p→2p
x z
D. 2H→H
2
【考点】原子的基态与激发态
【题点】基态与激发态的判断与比较
【答案】A
【解析】A项所示为3s能级上失去1个电子，失去电子需要吸收能量，正确；B项表
第20页示3p能级上得到1个电子，为放出能量的变化，错误；C项，p能级的3个轨道p、p、p
x y z
能量相同，错误；D项表示2个氢原子结合为H 分子的过程，是放热过程，错误。
2
例题2 下列说法正确的是（ ）
A. 因为p轨道是“8”字形，所以p电子是“8”字形
B. 能层数为3时，有3s、3p、3d 9个轨道
C. 氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道
D. 电子云图即是电子云轮廓图，都是用来形象描述电子运动状态的
【考点】电子云与原子轨道
【题点】电子云与原子轨道的理解与辨析
【答案】B
【解析】p轨道呈哑铃形，是指电子出现概率高的区域，而不是电子的形状，A项错
误；能层数为3时，有3s、3p、3d 3个能级，共有9个轨道，B项正确；氢原子中确实只
有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误。
【易错警示】电子云图与电子云轮廓图不是同一个概念，电子云轮廓图实际上是电子
云图的大部分区域；电子云轮廓图就是我们通常所说的原子轨道图。
例题3 如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是（ ）
A. s能级和p能级的原子轨道形状相同
B. 每个p能级都有6个原子轨道
C. s能级的原子轨道半径与能层序数有关
D. 钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
【考点】电子云与原子轨道
【题点】原子轨道的理解与辨析
【答案】C
【解析】s轨道为球形，p轨道为哑铃形，A项错误；每个p能级只有3个原子轨道，
B项错误；能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；钠原子的电子在6个原
子轨道上高速运动，D项错误。
第21页例题4 按要求填空。
基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云
轮廓图形状为________。
【考点】电子云与原子轨道
【题点】电子云与原子轨道的理解与辨析
【答案】N 球形
【解析】基态K原子核外共有4个电子层，最高能层是N层，有1个电子，占据该能
层的1s轨道，其电子云轮廓图为球形。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列有关电子云的叙述中，正确的是（ ）
A. 电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B. 电子云直观地表示了核外电子的数目
C. 1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D. 电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
2. 以下对核外电子运动状态的描述正确的是（ ）
A. 电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B. 能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动
C. 能层序数越大，s电子云的半径越大
D. 在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
3. 下列说法中正确的是（ ）
A. s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状
B. p电子云的形状是对顶双球
C. L电子层有d轨道
D. 2p轨道有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子是同种元素的原
子
4. 下面是一些原子的电子排布式，其中不是激发态原子的是（ ）
A. 1s22s22p6 B. 1s22s13s1
C. 1s22s24d1 D. 1s22s22p23s1
5. 下列基态原子或离子核外未成对电子数目为5的是（ ）
第22页A. Fe3+ B. P
C. Cr D. Cu
6. 科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的
数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是 1s22s22p63s23p6。下列说
法正确的是（ ）
A. 两粒子的1s能级上电子的能量相同
B. 两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C. 两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D. 两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
7. 下列关于电子云的叙述中不正确的是（ ）
A. 电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形
B. 电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形
C. 电子云图说明离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小
D. 能级类别不同，电子云的形态也不一样
8 对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（ ）
A. 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B. 电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C. 氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D. 在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
二、非选择题
9. 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 Sc Ti V Cr Mn
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核外电子排布式：
Sc________________________________________________________________________
；
Ti________________________________________________________________________
；
V________________________________________________________________________
；
第23页Mn________________________________________________________________________
。
（2）对比上述五种元素原子的核外电子排布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
____________________________________________________。
第24页1.【答案】A
【解析】为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程
度来表示电子在原子核外出现几率的大小；点密集的地方，表示电子出现的几率大；点稀
疏的地方，表示电子出现的几率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率
（几率）不为零，只是出现的几率很小。选项A符合题意。
2.【答案】C
【解析】电子运动不是围绕原子核在固定的轨道上高速旋转，只是在某个区域出现的
概率大些，故A错误；能量高的电子也可以在s轨道上运动，如7s轨道上的电子能量也很
高，比4f轨道上的能量还高，故B错误；能层序数越大，电子离原子核越远，所以能层序
数越大，s轨道上的电子距离原子核越远，则s原子轨道的半径越大，故C正确；同一能级
上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，则其运动状态肯定不同，所
以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，故D不正确。
3.【答案】A
【解析】s电子云是球形对称的；p电子云是哑铃形；L电子层只有2s、2p两个能级，
故无d轨道；2p轨道上有一个未成对电子的基态原子为B或F。
4.【答案】A
【解析】A项属于基态原子；B项中3s1电子属于激发态；C项中4d1电子属于激发态；
D项中3s1电子属于激发态。
5.【答案】A
【解析】Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，未成对电子数目为5，故A正确；P
的电子排布式为 1s22s22p63s23p3，未成对电子数目为 3，故B错误；Cr的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数目为 6，故 C 错误； Cu 的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1，未成对电子数目为1，故D错误。
6.【答案】C
【解析】A. 氩原子与硫离子的核电核数不同，则两粒子的1s能级上电子的能量不相
同，A项错误；B. 根据上述分析，同理两粒子的3p能级上的电子离核的距离不相同，B
项错误；C. 电子能量不同，两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同，C项正确；D.
氩原子没有电性，硫离子带负电荷，化学性质不同，D项错误。
7.【答案】B
【解析】电子云是处于一定空间运动形态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形
象化描述，而不是电子的实际运动轨迹。人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核
外空间出现概率的大小。从电子云图中可以看出，离核越近，电子出现概率越大；离核越
第25页远，电子出现概率越小。
8.【答案】A
【解析】解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的
能量变化及现象。在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发
态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低
能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。
9.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d14s2（或[Ar]3d14s2）
1s22s22p63s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）
1s22s22p63s23p63d34s2（或[Ar]3d34s2）
1s22s22p63s23p63d54s2（或[Ar]3d54s2）
（2）五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能
层d电子数目之和 能级交错使得d电子也参与了化学反应
【解析】（1）根据构造原理即可解答。（2）过渡元素的最高正化合价与主族元素不
同，因为过渡元素在化学反应中，次外层上的电子也可能参与化学反应。
第26页核外电子排布规律
重难点 题型 分值
知道原子核外电子排布的“两原理一规
重点 则”，会正确书写原子的电子排布式和电子
选择题、填空
排布图。 3-5分
题
书写1~36原子的电子排布式和电子排布
难点
图。
一、多电子原子核外电子排布规律
1. 能量最低原理
原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐
渐升高的能级里。能级的能量高低顺序如构造原理所示（对于 1～36号元素来说，应重点
掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序）。
举例：如 C：1s22s22p2 Ne：1s22s22p6
6 10
2. 泡利原理
回顾每个能级最多可容纳的电子数：ns、np、nd、nf……能级分别最多可容纳2×1、
2×3、2×5、2×7…个电子。有了原子轨道的概念，你更清楚了：1、3、5、7……是ns、np、
nd、nf……能级里的原子轨道数，而它们分别乘以2是由于每个轨道里最多只能容纳2个
电子。这2个电子容纳在同一个原子轨道里，也就意味着，它们的空间运动状态是相同的。
为什么一个轨道允许容纳2个电子呢？
第27页1925年，一位荷兰年轻人提出：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。后
来，人们认识到，自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。电子
自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头（↑和↓）表示自
旋相反的电子。
泡利原理：1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳 2个电子，而
且它们的自旋状态相反，这一原理被称为泡利原理。例如： （错误）， （正确）
【拓展提升】电子运动状态的判断规律
（1）能层、能级、原子轨道、自旋状态四个因素决定了电子的运动状态；与电子能量
有关的因素是能层和能级，即处于同一能级中的电子具有相同的能量。
（2）在同一原子中，不可能存在运动状态完全相同的两个电子。
2 2 1
如氟原子的电子排布可表示为1s22s22px2py2pz，由于各原子轨道中的电子自旋方向
相反，所以9个电子的运动状态互不相同。
【即时练】某原子的最外层电子排布式为3s23p2，下列对其核外电子运动的说法错误
的是（ ）
A. 有4种不同的伸展方向
B. 有5种不同能量的电子
C. 有5种不同的运动范围
D. 有14种不同运动状态的电子
【考点】核外电子的排布原则
【题点】泡利原理及其应用
【答案】C
【解析】由题给信息知，该原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2，共有14个电子，
为硅原子，共有2种轨道，s轨道为球形，只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则
共有4种不同的伸展方向，A正确；电子排布式为1s22s22p63s23p2，有5种不同能量的电子，
B正确；电子排布式为1s22s22p63s23p2，则核外有3个电子层，有3种不同的运动范围，C
错误；硅原子核外有14个电子，故有14种不同运动状态的电子，D正确。
【技法大招】描述多电子原子中电子的运动状态时，应该从能层、能级、原子轨道、
自旋方向四个方面来描述，处于同一能层、同一能级、同一原子轨道上的两个电子的自旋
方向不同，故原子中电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的，如氟原子的电子排
2 2 1
布可表示为1s22s22px2py2pz，由于各原子轨道中的电子自旋方向相反，所以9个电子的运
动状态互不相同。
第28页3. 洪特规则
（1）内容：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，而且自旋状态相同。通俗地说，洪特规则可以表述为电子总是尽量自旋平行
地分占不同的轨道。
【易错辨析】以下哪个电子排布式是正确的：
（ 1 ） 如 碳 原 子 的 电 子 排 布 图 是 ， 而 不 是
。
（2）如 N 原子的 2p 轨道： （错误）； （错误）；
（正确）
（2）特例
①能量相同的原子轨道在全充满（s2、p6、d10、f14）、半充满（s1、p3、d5、f7）和全空
（s0、p0、d0、f0）时，原子体系能量低，结构最稳定。
{全充满： 6 10 14 {全空： 0 0 0
p、d 、f ¿ p、d、f ¿
¿¿¿
相对稳定的状态
②电子排布要满足洪特规则，遇到24号、29号等特殊情况的元素，要考虑半满和全
满的因素，使整个原子体系能量低。
Cr 的 电 子 排 布 式 为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ， 为 半 充 满 状 态 ， 易 错 写 为
24
1s22s22p63s23p63d44s2。
Cu的电子排布式： 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1
29
Cr原子符合d5半满，铜原子符合d10全满，所以原子体系能量较低，结构稳定。
2 1
【即时练】若将 P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px3py，它违背了（ ）
15
A. 能量守恒原理 B. 泡利原理
C. 能量最低原理 D. 洪特规则
【考点】核外电子排布原则
【题点】洪特规则及其应用
【答案】D
【解析】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，而且自旋状态相同。
第29页二、核外电子排布图
1. 表示：每个方框代表1个原子轨道，每个箭头代表1个电子，同一轨道中2个电子自
旋方向相反。
2. 各符号、数字表示的意义
以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字的意义为
【注意】不同能级中的框要相互分开，同一能级中的框要相互连接。
举例书写：氮原子的电子排布图：
Na原子的电子排布图：
【 注 意 】 在 电 子 排 布 图 中 也 可 以 用 圆 圈 表 示 一 个 原 子 轨 道 ， 如 Na ：
或写成[Ne] 。
【注意】书写排布图时，空轨道不能省略，如C的电子排布图：
而不是 。
【易错辨析】
（1）在一个基态多电子原子中可以有两个运动状态相同的电子（ × ）
（2）处于激发态的原子都能遵守能量最低原理、泡利原理和洪特规则（ × ）
3
（3）2px违背了洪特规则（ × ）
（4）电子排布式（ Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理（ √ ）
22
（5）电子排布式（ Sc）1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理（ √ ）
21
（6）3d6的电子排布图为 （ × ）
【总结提升】核外电子排布的表达方式
表示方法 举例
原子结构示意图
Na： Na+：
第30页电子式
核外排布式 S：s22s22p63s23p4 S2－：2s22p63s23p6
电子排布图
O：
（轨道表示式）
价层子排布式 Fe：3d64s2
【归纳总结】原子核外电子排布“两原理一规则”
（1）能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量最低。
（2）泡利原理：每个原子轨道最多容纳2个电子，且自旋方向必须相反。
（3）洪特规则：当电子排布在同一能级（能量相同）的不同轨道时，总是优先单独占
据一个轨道，而且自旋方向相同。（注意：书写电子排布图时，空轨道不可以省略）
{全充满： 6 10 14 {全空： 0 0 0
p、d 、f ¿ p、d、f ¿
¿¿¿
（4）洪特规则特例：相对稳定的状态
例题1 下列表示方法错误的是（ ）
A. 硫离子的电子式为
B. Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s14p6
C. N原子的电子排布图为
D. Cu原子的结构示意图为
【考点】原子核外电子排布的表示方法
【题点】核外电子排布表示方法的综合
【答案】B
【解析】Br 是 35 号元素，位于第四周期Ⅶ A 族，其原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p5，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5。
例题2 下列电子排布图所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是（ ）
第31页【答案】C
【解析】本题考查的是核外电子排布的基本原理。要使各原子能量处于最低状态（即
基态），核外电子必须遵循三大原理进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p
轨道上，显然能量不是最低的；B项中2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各
占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低；C项中2p3为半充满状态，能量最低；D项中
2p轨道未排满就排3s轨道，能量不是最低的。
【易错警示】
书写基态原子的电子排布图时，要兼顾两原理一原则，不能顾此失彼，防止出现以下
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： （违反洪特规则）；
（违反洪特规则）
（违反洪特规则：空轨道不可以省略）。
例题3 下列原子中未成对电子数最多的是（ ）
A. C B. O C. N D. Cl
【考点】原子核外电子排布的表示方法
【题点】未成对电子数目的判断与比较
【答案】C
【解析】A项，C的核外电子排布式为1s22s22p2，p能级有3个原子轨道，因此未成对
电子数为2；B项，O的核外电子排布式为1s22s22p4，p能级有3个原子轨道，因此未成对
电子数为2；C项，N的核外电子排布式为1s22s22p3，p能级有3个原子轨道，因此未成对
电子数为3；D项，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，p能级有3个原子轨道，因此
未成对电子数为1。
第32页【技法大招】未成对电子数的判断
原子核外电子进行排布时，如果同一能级上各个原子轨道不能排满，则应遵循洪特规
则，即尽可能分占不同的原子轨道，这样能量最低，整个原子最稳定。此时有的原子轨道
中只有1个电子，这样的电子称为未成对电子。
例题4 （1）Co基态原子核外电子排布式为________。元素Mn与O中，基态原子核
外未成对电子数较多的是________。
（2）Fe3＋基态核外电子排布式为________。
（3）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。
（4）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
________。
（5）Zn2＋基态核外电子排布式为_________________。
（6）Cr3＋基态核外电子排布式为________。
（7）Cu的基态原子最外层有________个电子。
【考点】核外电子排布的表示方法
【题点】核外电子排布表示方法的综合
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 Mn
（2）[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
（3）3d104s24p2 2
（4）1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar]3d84s2） 2
（5）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）
（6）1s22s22p63s23p63d3（或[Ar]3d3）
（7）1
【解析】（1）Co为27号元素，位于第四周期Ⅷ族，铁之后，将电子按照能量最低原
理、泡利原理、洪特规则填入各电子轨道中，即可得到 Co的基态原子核外电子排布式；
Mn原子的价电子排布式为3d54s2，根据洪特规则，有5个未成对电子，而O原子的价电子
排布式为2s22p4，仅有2个未成对电子，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。
（2）先写出26号元素铁的核外电子排布式[Ar]3d64s2，再由外向内失3e－，得Fe3＋的
核外电子排布式为[Ar]3d5。
（3）锗为 32 号元素，根据原子核外电子的排布规律，可写出其电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2，其核外电子排布简式为[Ar]3d104s24p2，其中4p能级有2个未成对
电子。
第33页（4）镍是28号元素，位于第四周期Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电
子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2；3d能级有5个轨道，根据洪特原则，先占满5个自旋方
向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对电子数为2。
（5）先写锌原子核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，得Zn2＋核外电
子排布式为[Ar]3d10。
（6）Cr为24号元素，注意写Cr3＋基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核
外电子排布式[Ar]3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3＋基态核外电子排布式为
[Ar]3d3。
（7）Cu为29号元素，其原子核外各电子层电子数依次为2、8、18、1，最外层有1
个电子。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是（ ）
A. Na：1s22s22p7
11
B. Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
47
C. Ca：1s22s22p63s23p63d2
20
D. Br：[Ar]3d104s24p5
35
2. 下列关于钠元素的几种表达式错误的是（ ）
A. Na＋的电子排布图：
B. Na＋的结构示意图：
C. Na的电子排布式：1s22s22p63s1
D. Na的简化电子排布式：[Na]3s1
3. 已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是（ ）
4. 下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是（ ）
A. 最外层都只有一个电子的X、Y原子
B. 原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
第34页C. 原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D. 2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子
5. 下面是一些原子的电子排布式，其中不是激发态原子的是（ ）
A. 1s22s22p6 B. 1s22s13s1
C. 1s22s24d1 D. 1s22s22p23s1
6. 下列基态原子或离子核外未成对电子数目为5的是（ ）
A. Fe3+ B. P C. Cr D. Cu
7. 科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的
数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是 1s22s22p63s23p6。下列说
法正确的是（ ）
A. 两粒子的1s能级上电子的能量相同
B. 两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C. 两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D. 两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
8. 下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是（ ）
二、非选择题
9.（1）金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。铝原子核外
电子云有________种不同的伸展方向，有________种不同运动状态的电子。
（2）基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为____________。
10. 根据 Mn原子核外电子排布情况，回答下列问题。
25
（1）价层电子排布图：____________________。
（2）在锰原子的核外电子中，有________种运动状态不同的电子；共有________对成
对电子；有________个未成对电子；最高化合价为________价。
第35页1.【答案】D
【解析】A项中的“2p7”违背了泡利原理，p能级有3个轨道，最多填充6个电子，正
确的电子排布式为1s22s22p63s1。B项中的“4d95s2”违背了洪特规则特例，正确的电子排布
式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1。C项中的“3d2”违背了能量最低原理，根据构造原理，
3d能级的能量大于4s能级；3p能级排满之后应该先排4s能级，故 Ca的电子排布式应为
20
1s22s22p63s23p64s2。
2.【答案】D
【解析】Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。即上一周期的稀有气体（元素符号）＋该原
子的价电子排布。
3.【答案】A
【解析】A项表示的是基态原子，能量处于最低状态；B项中2s能级上的电子跃迁到
2p能级上，为激发态原子，能量较高；C项，2p能级上的三个电子应尽可能分占不同的轨
道，且自旋方向相同时能量最低；D项，先填满2s能级，再填2p能级时的能量最低。
4.【答案】D
【解析】D项，X原子是C原子，Y原子为Si原子，二者位于同一主族，最外层电子
数相同，化学性质相同
5.【答案】A
【解析】A项属于基态原子；B项中3s1电子属于激发态；C项中4d1电子属于激发态；
D项中3s1电子属于激发态。
6.【答案】A
【解析】Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，未成对电子数目为5，故A正确；P
的电子排布式为 1s22s22p63s23p3，未成对电子数目为 3，故B错误；Cr的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数目为 6，故 C 错误； Cu 的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1，未成对电子数目为1，故D错误。
7.【答案】C
【解析】A. 氩原子与硫离子的核电核数不同，则两粒子的1s能级上电子的能量不相
同，A项错误；B. 根据上述分析，同理两粒子的3p能级上的电子离核的距离不相同，B
项错误；C. 电子能量不同，两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同，C项正确；D.
氩原子没有电性，硫离子带负电荷，化学性质不同，D项错误。
8.【答案】A
【解析】由于简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据 1个轨道，且自旋方
向相同，原子的能量最低，因此氮原子能量最低排布是 ，答案选A。
第36页9.【答案】（1）4 13 （2）4 1s22s22p63s23p63d5 （3）3d10
【解析】（1）Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，原子中存在s、p两种形状
的电子云，s电子云呈球形，有1种伸展方向，而p电子云呈哑铃形，有3种伸展方向，则
铝原子核外电子云共有4种不同的伸展方向。由于每个核外电子的运动状态都不完全相同，
所以铝原子核外共有13种不同运动状态的电子。
（2）26号元素Fe的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe原子上有4个
未成对电子，当Fe原子失去2个4s电子和1个3d电子，就得到了Fe3＋，因此Fe3＋的电子
排布式是1s22s22p63s23p63d5。
（3）29号元素Cu的简化电子排布式为[Ar]3d104s1，原子失去电子时首先失去最外层
电子，即Cu＋的简化电子排布式为[Ar]3d10，则其价层电子排布式为3d10。
质相似，D正确。
10. 【答案】（1）
（2）25 10 5 ＋7
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