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第 01 讲 能层与能级 构造原理与电子排布式
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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)。
【答案】K、L、M、N、O、P、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。
【答案】s、p、d、f np、nd
(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 。
【答案】等于 3 1、3、5、7 2n2
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
【答案】C
【解析】M层为第三能层，根据构造原理，电子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能级，故第三能
层有10个电子的电子排布式为3s23p63d2，故答案选C。
2．在M能层中，能级数目为
A．1 B．3 C．9 D．18
【答案】B
【解析】M能层是第三能层，含有3个能级，分别是3s、3p、3d，
答案选B。
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
【答案】B
【解析】A．各能层的能级数等于其能层序数，A项错误；
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，B项正确；
C. 各能层所含有的电子数不一定是该能层序数平方的2倍，例如H原子的K能层只有1个电子，C项错误；
D. 各能层的能级都是从s能级开始、且能级数等于其能层序数，不一定都到f结束，D项错误；
答案选B。
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【答案】A
【解析】A．在多电子原子中，同一能层不同能级上的电子具有的能量不同，A正确；
B．各能层的能级都是从s能级开始，但不都是至f能级结束，如L能层只有2s、2p两个能级，M能层只有
3s、3p、3d三个能级，B错误；
C．各能层含有的能级数与能层序数相同，C错误；
D．各能层最多容纳电子数为 ，D错误；
故选A。
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
【答案】最低能量 吸收 较高
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。
【答案】特征谱线
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
【答案】C
【解析】A．自然界中存在放射性元素，其原子处于激发态，故A错误；
B．在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，故B错误；
C．同一原子基态原子吸收能量变为激发态原子，因此同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能
量，故C正确；
D．激发态原子的能量较高，是指其电子易跃迁到能量较低的轨道里，但不一定极易失去电子，不一定表
现出较强的还原性，故D错误。
综上所述，答案为C。
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
【答案】D
【解析】A．铍原子最外层的能级为s能级，s能级的电子云为球形，描述错误不符题意；
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，描述错误，不符题意；
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，描述错误，
不符题意；
D．原子处于激发态时，电子会分布在更高能级原子轨道，故能量高于同原子基态能量，描述正确，符合
题意；
综上，本题选D。
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
【答案】C
【解析】A．光是电子释放能量的一种重要形式，霓虹灯发光过程中没有新物质生成，故A错误；
B．霓虹灯发光过程属于物理变化，没发生化学反应，故B错误；
C．由于处于激发态的氖原子不稳定，则电子由激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，多余的能量
以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故C正确；
D．通电后基态氖原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，这一过程产生的吸收光谱中暗线不连续，则不
可能出现吸收除红光以外的光线，故D错误；
答案选C。
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
【答案】D
【解析】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，都是电子在不同的、
能量量子化的状态之间跃迁所导致的，A正确；
B．铯和钕光谱图中有特征的蓝光和红光，B正确；
C．核外电子发生跃迁时会吸收或释放能量，主要体现为光(辐射)，不同原子发射的光谱不同，则夜空中五
彩缤纷的烟花与原子核外电子的跃迁有关，C正确；
D．利用光谱仪既能测得原子的发射光谱，也能测得原子的吸收光谱，D错误；
故选D。
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……
【答案】3d 4d 4f 5d
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
【答案】能级符号右上角
(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
【答案】①1s22s22p4； ②1s22s22p63s23p64s1，可简写为[Ar]4s1；
③1s22s22p63s23p5，可简写为[Ne]3s23p5； ④1s22s22p63s23p6。
【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
【答案】B
【解析】1s22s22p63s1为Na，1s22s22p63s23p64s1为K，1s22s22p63s2为Mg，1s22s22p63s23p64s2为Ca；同周期自
左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：K＞Na＞Mg，K＞Ca，故K原子半径最
大，即B的原子半径最大；故选B。
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
【答案】B
【解析】A．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；
B．Al3+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B正确；
C．Br为主族元素，其价电子就是最外层电子，价电子排布式为4s24p5，C错误；
D．Mn的原子序数为25，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，D错误；
故答案选B。
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
【答案】D
【解析】A．由泡利不相容原理可知，基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态银原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
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
【答案】AB
【解析】A．该元素为Cr，位于元素周期表的d区，A正确；
B．基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar] 3d54s1，3d、4s能级电子均为单电子，即Cr原子有6个未成对电子，
B正确；
C．由由洪特规则特例，基态Cr原子的价电子排布式为 3d54s1，C错误；
D．24号Cr元素的原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，基态Cr原子的核外电子有
1+1+3+1+3+5+1=15种空间运动状态，D错误；故选AB。
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】
激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。释放的能量不同，光的颜色不同。
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】
ns、np、nd、nf……能级最多可容纳的电子数目依次为1、3、5、7……的2倍。根据构造原理知，原子的
最外层由ns、np两个能级构成，排满时排1×2＋3×2＝8个电子；次外层由(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d三
个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＝18个电子；倒数第三层由(n－2)s、(n－2)p、(n－2)d、(n－2)f
四个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＋7×2＝32个电子，故原子的最外层、次外层及倒数第三层容
纳的电子数目分别不超过8、18、32。
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】
电子层(能层)不能理解为电子在核外一薄层空间内运动，而是按电子能量不同来划分的。
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】
正确。通常状况下，同一能层的电子，根据能量高低分为不同的能级，各能级电子只能在特定的、分立的
轨道上运动，同一能级的电子的能量相同。
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】
正确。电子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级形成吸收光谱，处于较高能级的电子可跃迁到低能级形
成发射光谱。
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】
不一定相同，电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d顺序，而核外电子填充顺序是按构造原理。
过渡元素电子排布式的书写与电子填充顺序不一致。
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】
1～36号元素中，只有Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合。
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】方括号里符号的意义是稀有气体元素原子的结构，表示该元素前一周期的稀有气体元素原子的电子排布结
构；O：[He]2s22p4；Si：[Ne]3s23p2；Fe：[Ar]3d64s2。
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】
英文字母相同的不同能级容纳的电子数相同。能层序数越大(离核越远)能量越高，如：1s<2s<3s<4s。
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
【答案】A
【解析】依据电子进入轨道的顺序，电子首先进入能量最低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道。电子
进入4f、4p、3d、4s轨道的先后顺序为4s、3d、4p、4f，则能量最高的轨道为4f，故选A。
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
【答案】A
【解析】A．氮原子的电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式： ，A错误；
B．K的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，则K+电子排布式 1s22s22p63s23p6，B正确；
C．L层的p轨道上有一个空轨道的原子，其价电子排布式为2s22p2，M层的p轨道上有一个空轨道的元素，其价电子排布式为3s23p2，则二种元素都在第ⅣA族，C正确；
D．2p、4p能级的轨道数都为3个，D正确；
故选A。
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
【答案】C
【解析】A．L(n=2)能层没有d能级，只有2s和2p，共2个能级，A不符合题意；
B．3p能级含有3个原子轨道，分别是3px、3py、3pz，共3个原子轨道，B不符合题意；
C．2s能级只有一个原子轨道就是2s，C符合题意；
D．L层含有2s和2p，共2个能级；含有2s、3px、3py、3pz，共4个原子轨道，D不符合题意；
答案选C。
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
【答案】C
【解析】A．一个原子轨道上可以容纳两个电子，并且自旋方向相反，A不正确；
B．处在同一原子轨道上的电子，运动状态不完全相同，若处于同一能级的不同轨道上，自旋状态可以相
同，若处于同一轨道上，自旋方向必须相反，B不正确；
C．处在同一能级中的电子(基态)，不管是处于不同轨道还是同一轨道，电子的能量都相同，C正确；
D．处于同一能层上的电子(基态)，若在同一能级中，电子的能量相同，D不正确；
故选C。
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
【答案】C
【解析】某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子，则其核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p4，该原子为S原子，硫原子核外有三层，电子数分别为2，8，6。
A．根据分析可知，硫原子N层不含有电子，A正确；
B．根据分析可知，L层一定有8个电子，B正确；C．根据分析可知，原子的最外层电子数为6，C错误；
D．根据分析可知，硫元素位于第ⅥA族，最高化合价为+6价，D正确；
故答案选C。
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
【答案】D
【解析】A．铍原子最外层的能级为s能级，s能级的电子云为球形，描述错误不符题意；
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，描述错误，不符题意；
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，描述错误，
不符题意；
D．原子处于激发态时，电子会分布在更高能级原子轨道，故能量高于同原子基态能量，描述正确，符合
题意；
综上，本题选D。
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
【答案】C
【解析】M层为第三能层，根据构造原理，电子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能级，故第三能
层有10个电子的电子排布式为3s23p63d2，故答案选C。
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
【答案】A
【解析】相同能层上，不同原子轨道能量的高低顺序：ns＜np＜nd＜nf；不同能层上形状相同的原子轨道
能量的高低顺序：1s＜2s＜3s＜4s…；能层、能级均相同的原子轨道能量相等如3p=3p=3p；能层、能级均
x y z
不同，原子轨道能量的高低顺序：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p＜6s＜4f…A．由分析可知3s＜3p＜3d，故A正确；
B．由分析可知2p=2p=2p，故B错误；
x y z
C．由分析可知1s＜2s＜3s，故C错误；
D．由分析可知4f＞4d＞5s，故D错误；
故选：A。
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
【答案】A
【解析】A．氮原子的电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式： ，A错误；
B．K的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，则K+电子排布式 1s22s22p63s23p6，B正确；
C．L层的p轨道上有一个空轨道的原子，其价电子排布式为2s22p2，M层的p轨道上有一个空轨道的元素，
其价电子排布式为3s23p2，则二种元素都在第ⅣA族，C正确；
D．2p、4p能级的轨道数都为3个，D正确；
故选A。
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
【答案】C
【解析】A．一个原子轨道上可以容纳两个电子，并且自旋方向相反，A不正确；
B．处在同一原子轨道上的电子，运动状态不完全相同，若处于同一能级的不同轨道上，自旋状态可以相
同，若处于同一轨道上，自旋方向必须相反，B不正确；
C．处在同一能级中的电子(基态)，不管是处于不同轨道还是同一轨道，电子的能量都相同，C正确；D．处于同一能层上的电子(基态)，若在同一能级中，电子的能量相同，D不正确；
故选C。
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
【答案】C
【解析】某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子，则其核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p4，该原子为S原子，硫原子核外有三层，电子数分别为2，8，6。
A．根据分析可知，硫原子N层不含有电子，A正确；
B．根据分析可知，L层一定有8个电子，B正确；
C．根据分析可知，原子的最外层电子数为6，C错误；
D．根据分析可知，硫元素位于第ⅥA族，最高化合价为+6价，D正确；
故答案选C。
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
【答案】D
【解析】A．铍原子最外层的能级为s能级，s能级的电子云为球形，描述错误不符题意；
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，描述错误，不符题意；
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，描述错误，
不符题意；
D．原子处于激发态时，电子会分布在更高能级原子轨道，故能量高于同原子基态能量，描述正确，符合
题意；
综上，本题选D。
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+ 1s22s22p6C．Br的价电子：3d104s24p5 D．Mn 1s22s22p63s23p63d7
【答案】B
【解析】A．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；
B．Al3+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B正确；
C．Br为主族元素，其价电子就是最外层电子，价电子排布式为4s24p5，C错误；
D．Mn的原子序数为25，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，D错误；
故答案选B。
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 47
C． Ca：1s22s22p63s23p63d2 D． Br：[Ar]3d104s24p5
20 35
【答案】D
【解析】A．由泡利不相容原理可知，基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态银原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
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
_______。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p4 H SO
2 4
(2) 球 1 哑铃 3
(3) 垂直 氮(4) S
【解析】（1）根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子
核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，该元素是S元素，S元素最外层有6个电子，其最高化合价是+6价，
其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，其化学式为H SO ；
2 4
（2）s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3
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个互相垂直的伸展方向；s轨
道只能排满2个电子，所以n＝2，核外电子数是7个，则元素X的名称氮，它的最低价氢化物是氨气，电
子式是 。
（4）元素Y的基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，s轨道只能排满2个电子，所以n-1=2，n＝3，则Y
的元素符号为S，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_______。
【答案】(1) 1s22s22p4 1s22s22p63s23p63d104s1(2)
(3)
(4) 26 7 Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态
【解析】（1）① O的核外电子排布式为1s22s22p4；
8
② Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
29
（2） Mn的原子结构示意图为 ；
25
（3）① C的核外电子排布图为 ；
6
② N3－的核外电子排布图为 ；
7
（4）原子核外没有运动状态相同的电子，Fe原子核外电子数为26，故有26种运动状态不同的电子， Fe
26
原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，有7个能级，含有有7种能量不同的电子；Fe3+的3d轨道
填充了5个电子，为半充满状态，化学性质比Fe2+稳定。
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___________。
【答案】 球 1 哑铃 3 2p 三个互相垂直的伸展 氮
S
【解析】（1）s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形
的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以p、p、p 表示。
x y z
（2）因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n
＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，其电子
云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是 ；当元素
X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外
电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素；硫元素的元素符号为S,其原子的电子排布图为
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