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第 01 讲 能层与能级 构造原理与电子排布式
考点导航
1．能层与能级
知识精讲
知识点一：一、能层与能级
1．能层
(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号 、 、 、 、 、 、 表示。
(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
2．能级
(1)定义：根据多电子原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 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排
列顺序为ns、 、 、nf等。
(3)能层、能级与最多容纳的电子数
由上表可知：
①能层序数 该能层所包含的能级数，如第三能层有 个能级。
② s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为 、 、 、 的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是 。
微点拨
①不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。
②在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。
③不同能层中同一能级，能层数越大，能量越高。例如：1s<2s<3s<4s……
【即学即练1】1．表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成
A．3p6 B．3d10 C．3s23p63d2 D．3s23p64s2
2．在M能层中，能级数目为
A．1 B．3 C．9 D．18
3．下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是
A．各能层含有的能级数等于能层序数减1
B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍
D．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
4．下列有关认识中正确的是
A．在同一能层不同能级上的电子，其能量肯定不同
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
D．各能层含有的电子数为
知识点二： 二、基态与激发态 原子光谱
1．基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于 状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子 能量，电子会跃迁到 能级，变为激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化
2．光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。
微点拨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。
【即学即练2】
1．下列说法正确的是
A．自然界中的所有原子都处于基态
B．在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子
C．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性
2．下列说法中正确的是
A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
B．基态碳原子的电子排布式为
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
3．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．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
C．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
D．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
4．下列有关原子光谱的说法中，不正确的是
A．霓虹灯能发出五颜六色的光，发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
B．铯和钕光谱图中有特征的蓝光和红光
C．夜空中五彩缤纷的烟花与原子核外电子的跃迁有关
D．利用光谱仪只能测得原子的发射光谱
知识点三：三、构造原理与电子排布式
1．构造原理
随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序：即电子所排的能级顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、 、4p、5s、 、5p、6s、 、 、6p、7s……
2．电子排布式
(1)电子排布式中 的数字表示该能级的电子数。如：铝原子电子排布式中各符号、数字
的意义为
(2)写出下列原子或离子的电子排布式：
①O： ；
8
② K： ，可简写为 ；
19
③ Cl： ，可简写为 ；
17
④ S2－： 。
16
【即学即练3】
1．具有下列电子排布的原子中，半径最大的为
A．1s22s22p63s1 B．1s22s22p63s23p64s1
C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s2
2．下列各原子或离子的电子排布式正确的是
A．Cu [Ar]3d94s2 B．Al3+ 1s22s22p6
C．Br的价电子：3d104s24p5 D．Mn 1s22s22p63s23p63d7
3．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A． Na：1s22s22p7 B． Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
11 47
C． Ca：1s22s22p63s23p63d2 D． Br：[Ar]3d104s24p5
20 35
4．某元素离子X3+的核外电子排布式为[Ar]3d3，下列有关该元素的说法正确的是
A．该元素位于元素周期表的d区B．该元素基态原子的未成对电子数为6
C．该元素基态原子的价层电子排布式为3d44s2
D．该元素基态原子的电子的空间运动状态共有24种
易错精析
1．金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同的焰色的原因是什么？
【细剖精析】
2．为什么原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32?
【细剖精析】
3．电子层(能层)能理解为电子在核外一薄层空间内运动吗？
【细剖精析】
4．同一能层的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，各个轨道上的电子具有分立的能量。这句话是否
正确？
【细剖精析】
5．电子可以在不同的轨道间发生跃迁。这句话是否正确？
【细剖精析】
6．分析Cr、Cu的电子排布式，思考电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗？
【细剖精析】
7．所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？
【细剖精析】
8．元素周期表中钠的电子排布式写成[Ne]3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、14号、26号
元素简化的电子排布式。
【细剖精析】
9．英文字母相同的不同能级容纳的电子数是否相同？能量的高低有怎样的关系？
【细剖精析】
能力拓展
1．能层与能级类似楼层与楼梯之间的关系，能层是楼层，能级是楼梯的阶级，如图所示。
2．能量规律(1)在任一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf……(n代表能层序数)，能量依次升高，即在第n层中，
不同能级的能量大小顺序是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……
(2)不同能层，英文字母相同的能级，n越大，能量越高，如E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)……
3．基态原子的核外电子排布
(1)绝大多数元素的原子核外电子的排布顺序遵循构造原理。
(2)“能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布；当出现f轨道
时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布。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。
4．电子排布式书写
(1)“三步法”书写电子排布式
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。
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。
(2)简化的电子排布式
将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子
排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。
(3)特例
Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。
5．离子的电子排布式书写
基态原子转化为相应离子时的一般规律：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，
之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还
会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上。如Fe位于第四周期
第Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布
式为[Ar]3d5。
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－2f<n－1d<np，最后要把同
一能层的不同能级移到一起。
每一能层中能级顺序依次为：ns、np、nd、nf……，故每个能层都有s能级，第二能层出现p能级，第
三能层才有d能级，第四能层才有f能级。
6．虽然电子在填充时遵循构造原理，但书写电子排布式时能层低的写在左边，不能按照填充顺序写。如
V(钒，原子序数23)电子填充顺序为：1s22s22p63s23p64s23d3，但电子排布式表示为：1s22s22p63s23p63d34s2。
7．电子排布式的内层电子排布可用相应稀有气体的元素符号加方括号表示。如Al的简化电子排布式为：
[Ne]3s23p1。
分层提分题组A 基础过关练
1．下列各能级中能量最高的是
A．4f B．4p C．3d D．4s
2．下列说法错误的是
A．氮原子的轨道表示式：
B．K+电子排布式 1s22s22p63s23p6
C．L层的p轨道上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素在同一族
D．2p、4p能级的轨道数相等
3．以下可正确表示一个明确的原子轨道的是
A．2d B．3p C．2s D．L层
4．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是
A．一个原子轨道上只有一个电子
B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同
5．某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子，有关该原子的叙述错误的是
A．N层不含有电子 B．L层一定有8个电子
C．原子的最外层电子数为4 D．最高化合价为 +6价
6．下列说法中正确的是
A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
B．基态碳原子的电子排布式为
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
7．表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成
A．3p6 B．3d10 C．3s23p63d2 D．3s23p64s2
8．下列轨道按能量由高到低排列正确的是A．3d >3p>3s B．2p>2p>2p
x y z
C．1s>2s>3s D．5s> 4f >4d
题组B 能力提升练
1．下列说法错误的是
A．氮原子的轨道表示式：
B．K+电子排布式 1s22s22p63s23p6
C．L层的p轨道上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素在同一族
D．2p、4p能级的轨道数相等
2．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是
A．一个原子轨道上只有一个电子
B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同
3．某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子，有关该原子的叙述错误的是
A．N层不含有电子 B．L层一定有8个电子
C．原子的最外层电子数为4 D．最高化合价为 +6价
4．下列说法中正确的是
A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
B．基态碳原子的电子排布式为
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
5．下列各原子或离子的电子排布式正确的是
A．Cu [Ar]3d94s2 B．Al3+ 1s22s22p6
C．Br的价电子：3d104s24p5 D．Mn 1s22s22p63s23p63d7
6．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A． Na：1s22s22p7 B． Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
11 47C． Ca：1s22s22p63s23p63d2 D． Br：[Ar]3d104s24p5
20 35
7．回答下列问题：
(1)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为
_______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。
(2)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每
个p能级有_______个原子轨道。
(3)元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其p电子云在空间有3个互相_______(填“垂直”或
“平行”)的伸展方向；元素X的名称_______，它的最低价氢化物的电子式是_______。
(4)元素Y的基态原子电子排布式为nsn-1npn+1，则Y的元素符号为_______，其基态原子的电子排布图为
_______。
8．下列为元素周期表中前4周期的元素，根据要求回答下列各小题：
(1)写出下列微粒的核外电子排布式：
① O_______；
8
② Cu_______。
29
(2)写出 Mn的原子结构示意图：_______。
25
(3)写出下列微粒的核外电子排布图：
① C_______；
6
② N3－_______。
7
(4) Fe 原子的核外电子中，有_______种运动状态不同的电子，有_______种能量不同的电子；Fe3＋的化学
26
性质比Fe2＋稳定，其原因是_______。
题组C 培优拔尖练
1．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
（1）s电子的原子轨道呈______形，每个s能级有______个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，
每个p能级有________个原子轨道。
（2）元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有
________方向；元素X的名称是_______，它的氢化物的电子式是____________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为___________。倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
