《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修2人教版》

3. 若将 C 原子的电子排布式写成$1s^22s^22p_x^2$，它违背了 (D)

A.能量守恒定律
B.能量最低原理
C.泡利不相容原理
D.洪特规则

答案： 3.D 根据洪特规则,基态原子的电子在能量相同的原子轨道上排布时,应尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同,故本题给出的电子排布式违背了洪特规则,应写为$1s^{2}2s^{2}2p^{6}2p_{y}^{1}2p_{z}^{1}$。

1. 构造原理
基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序如图所示，它表示随着原子序数的递增，基态原子的“外层电子”按照箭头的方向依次排布在各原子轨道上：$1s、2s、2p、3s、3p、$4s、3d、$4p、5s、4d、5p、6s……$这一规律称为构造原理。

特别提醒 只有原子最外层电子在原子轨道上填充时才出现先填$ns$轨道再填$(n-1)d$轨道，但这一顺序并不代表电子填充后在原子中各原子轨道的能级高低顺序。例如，对于$ns$和$(n-1)d$轨道都填有电子的原子，在许多情况下$(n-1)d$轨道的电子能量更低。

答案： 1.4s 3d

2. 洪特规则特例
(1)内容：能量相同的原子轨道在全充满(如$p^6$和$d^{10}$)、半充满(如$p^3$和$d^5$)和全空(如$p^0$和$d^0$)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
(2)基态铬原子和基态铜原子的核外电子排布式分别为
Cr：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}$
Cu：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{1}$

答案： 2.
(1)低 稳定
(2)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}$ $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{1}$

1. 1～36 号元素中基态 Fe 原子未成对电子数最多。 (×)
2. 基态 Sc 原子的电子排布式可表示为$1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^1$。 (×)
3. 第 4 周期中原子最外层仅有 1 个电子的元素只有 K。 (×)
4. 基态铜原子的简化电子排布式为$[Ar]3d^94s^2$。 (×)

答案： 1.× 2.× 3.× 4.×

写出下列元素基态原子的电子排布式和简化电子排布式。
(1)Ti：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{4}4s^{2}$，$[Ar]3d^{4}4s^{2}$。
(2)Cr：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}$，$[Ar]3d^{5}4s^{1}$。
(3)Mn：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^{2}$，$[Ar]3d^{6}4s^{2}$。
(4)Fe：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^{2}$，$[Ar]3d^{6}4s^{2}$。
(5)Cu：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{1}$，$[Ar]3d^{10}4s^{1}$。
(6)Zn：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}$，$[Ar]3d^{10}4s^{2}$。
(7)Br：$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^{5}$，$[Ar]3d^{10}4s^{2}4p^{5}$。

答案： 提示:
(1)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{4}4s^{2}$ $[Ar]3d^{4}4s^{2}$
(2)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}$ $[Ar]3d^{5}4s^{1}$
(3)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^{2}$ $[Ar]3d^{6}4s^{2}$
(4)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^{2}$ $[Ar]3d^{6}4s^{2}$
(5)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{1}$ $[Ar]3d^{10}4s^{1}$
(6)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}$ $[Ar]3d^{10}4s^{2}$
(7)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^{5}$ $[Ar]3d^{10}4s^{2}4p^{5}$

1. 下列有关构造原理的说法错误的是 (C)

A.原子核外电子填充 3p、3d、4s 轨道的顺序为$3p→4s→3d$
B.某基态原子部分核外电子的排布式为$3d^64s^2$
C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理
D.构造原理中的电子排布能级顺序，源于光谱学事实

答案： 1.C 3d轨道能量高于4s,所以原子核外电子填充3p、3d、4s轨道的顺序为3p→4s→3d,A正确;基态铁原子的价电子排布式为$3d^{6}4s^{2}$,符合基态原子电子排布规律,B正确;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,但原子轨道全充满、半充满或全空时,能量较小,如$Cu:3d^{10}4s^{1}$,$Cr:3d^{5}4s^{1}$,不遵循构造原理,C错误;构造原理中的电子排布能级顺序,源于光谱学事实,D正确。

2. (2024·山东青岛高二检测)下列各组表述中，两个微粒一定属于同种元素原子的是 (D)

A.3p 能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布式为$1s^22s^22p^63s^23p^1$的原子
B.M 层全充满而 N 层为$4s^2$的原子和核外电子排布式为$1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的$\frac{1}{3}$的原子和价电子排布式为$3s^23p^5$的原子
D.2p 能级有一个空轨道的基态原子和原子的价电子排布式为$2s^22p^2$的原子

答案： 2.D 3p能级有一个未成对电子的基态原子可能是Al或Cl,核外电子排布式为$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{1}$的原子是Al原子,因此两个微粒可能属于同种元素原子,A错误;M层全充满而N层为$4s^{2}$的原子是Zn原子;核外电子排布式为$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}$的原子是Ca原子,二者是不同元素的原子,B错误;最外层电子数是核外电子总数的$\frac{1}{3}$的原子是P原子;价电子排布式为$3s^{2}3p^{5}$的原子是Cl原子,二者是不同元素的原子,C错误;2p能级有一个空轨道的基态原子是C原子;原子的价电子排布式为$2s^{2}2p^{2}$的原子也是C原子,二者是同一元素的原子,D正确。