2023年高考化学考试易错题-原子结构与核外电子排布（学生版）

易错点13原子结构与核外电子排布

易错题(01)原子轨道与能级

①第一能层(K)只有s能级，有1个原子轨道；第二能层(L)有s、p两种能级，有4个原子

轨道；第三能层(M)有s、p、d三种能级，有9个原子轨道。

②同一能级的不同原子轨道具有相同的能量(如2px、2py、2Pz的能量相同)。

③不同能层的同种原子轨道具有的能量随能层序数(〃)增大而升高，如能量：ls<2s<3s

等.

易错题(02)核外电子排布式

①能量最di原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最或的虹凯道，使整

个原子的能量最di。“能量最di的原子轨道"指的是电子填入后使整个原子能量到达最di

的轨道。

②洪特规则特例：当能量相同的原子轨道(简并轨道)在全满(p6、dQF4)、半满(p3、

d\f7)或全空(p。、d。、f«)状态时，体系较稳定，体系的能量最di。例如，24。"的电子排布

式为Is22s22P63s23P63dMsL

易错题(03)原子核外电子排布的常见错误

(1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：

①rn।4।卜।i(违反能量最$原理)

②叵1(违反泡利原理)

③hH।|(违反洪特规则)

④I十I、Ik违反洪特规则)

(2)当出现d轨道时，虽然电子按〃s、(〃-l)d、〃p的顺序填充，但在书写电子排布式

时，仍把("一l)d放在〃s前,如Fe：Is22s22P63s23P63d64s2,而失电子时，却先失4s轨道上

的电子，如Fe3+：Is22s22P63s23P63d5。

(3)注意比拟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:ls22s22p63s23p63d104s*；简化电子排布式：Ar]3d，°4子价电子排布式:

3d104s'o

易错题(04)核外空间运动状态

(1)推断核外电子的空间运动状态

①推断依据：核外电子的空间运动状态种类数=原子核外电子占据的原子轨道数。

②方法：先写出基态原子(或离子)的核外电子排布式，结合泡利原理和洪特规则，确定

价电子轨道表示式，再确定电子占据轨道数，即核外电子的空间运动状态种类。

(2)推断核外电子的运动状态：原子核外不同电子的运动状态不同，故核外电子的运动状

态种类=核外电子总数。

典例分析

例题1、基态Fe原子的价层电子排布式为。

(2)基态硫原子价电子排布式为。

(3)基态硅原子最外层的电子排布图(轨道表示式)为。

(解析)(1)基态Fe原子核外有26个电子，核外电子排布式为Ar]3d64s2,则其价电子层

的电子排式为3d64s2。

(2)基态S原子的核外电子排布式为3s23P3则基态硫原子的价电子排式为3s23P、

(3)基态Si原子的价电子层的电子排式为3s23P2,依据泡利原理、洪特规则和能量最di

原理推知，Si的最外层的电子排布图(轨道表示式)为曲曲。

(答案)⑴3d64s2(2)3s23P4⑶^

例题2、(1)基态F原子核外电子的运动状态有种。

(2)对于基态Cr原子，以下表达正确的选项是(填标号)。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54sl

B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，假设一种自旋状态用+：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«

(解析)(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所

以核外电子的运动状态有9种；

(2)基态原子满足能量最di原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量

低，核外电子排布应为[Ar]3d"s'A正确：Cr核外电子排布为[Ar]3ds4sl由于能级交

错，3d轨道能量高于4s轨道的能量，即3d电子能量较高，B错误；电负性为原子对键合

电子的吸引力，同周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铭位于同周期，铭原子序数

大于钾，故铭电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确。

(3)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;依据洪特规则可知，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+；3或3

(答案)(1)9(2)A(3)+；3或-53

例题3、(1)在KH2P。4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同

的是(填离子符号)。

(2)Fe基态核外电子排布式为。

(3)A1在周期表中的位置_____________；基态Zn的价层电子排布

式O

(4)基态Ti原子的核外电子排布式为o

(解析)(1)四种组成元素形成的简单离子为K+、T(或H-)、P3—、。2-，其中K+和

P3一的核外电子排布相同，均与Ar原子相同。

(2)Fe是26号元素，基态Fe原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2或Ar]3d64s2。

(3)Al的核外电子排布为Ne]3s23pl故Al在周期表中处于第三周期第IIIA族。基态Zn

原子核外电子排布式为Ar]3d'04s2,则其层电子排布式为3壮。4s2。

(4)Ti原子核外有22个电子，基态Ti原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d24s2或

Ar]3d24s2。

(答案)⑴K+和P3-(2)Is22s22P63s23P63d64s2或Ar]3d64s2

(3)第三周期第IHA族3d,04s2(4)s22s22P63s23P63d24s2或Ar]3d24s2

易错题通关

1.(2022,江苏•高考试题)工业上电解熔融AI/)3和冰晶石(NasAIFj的混合物可制得铝。

以下说法正确的选项是

A.半径大小：r(Al3，)<r(Na9B.电负性大小：X(F)<%(O)

C.电离能大小：I,(O)<I,(Na)D.碱性强弱：NaOH<Al(OH)3

2.(2022・海南・高考试题)钠和钾是两种常见金属，以下说法正确的选项是

A.钠元素的第一电离能大于钾B.基态钾原子价层电子轨道表示式为

3s

m

C.钾能置换出NaCl溶液中的钠D.钠元素与钾元素的原子序数相差18

3.(2022•辽宁•高考试题)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、

Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。以下说法

错误的选项是

A.X能与多种元素形成共价键B.简单氢化物沸点：Z<Q

C.第一电离能：Y>ZD.电负性：W<Z

4.(2022・广东深圳•一模)已知X、Y、Z、W、M为原子序数依次递增的短周期元素，其

中X、Y、Z元素同周期，Y与W元素同主族，它们可以形成一种重要化合物甲。其结构

如下图。以下说法正确的选项是

M

I

M-W-Y=X=Z

A.原子半径：M>W>ZB.第一电离能：Y>Z>X

C.氢化物的沸点：Z>Y>XD.甲中W的杂化方法为sp2

5.12022•广东深圳一模)亚铁氟化铁又名普鲁士蓝，化学式为FejFe(CN)J,是一种配

位化合物，可以用来上釉、用作油画染料等。以下有关普鲁士蓝构成微粒的符号表征正确

的选项是

A.基态Fe"的价电子排布图为t|tItItItIFI

3d4s

B.氮原子的结构示意图为

C.CN-的电子式为［CUN『

NCCN

D.阴离子的结构式为［NC-Fe—>CNr

/\

NCCN

6.(2022・广东•模拟预测)中国航天成绩举世瞩目，化学功不可没。神舟十三号使用了耐

辐照石英玻璃，祝融号火星探测器上使用了钛合金，长征二号F火箭使用N2O4和偏二甲

肿(CH3)2N-NH2］作为推动剂。以下说法正确的选项是

A.石英玻璃的主要成分是NazSiO?

B.基态钛原子的价层电子排布式为3d4

C.偏二甲朋燃烧过程中化学能转化为热能

D.偏二甲肿分子中含有极性键与非极性键，属于非极性分子

7.12022•江苏省木渎高级中学模拟预测)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增

大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金

属性最强的元素。以下说法正确的选项是

A.原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)

B.气态氢化物的稳定性：Y>Z

C.第一电离能：YVZ

D.X,Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物

8.(2022•江苏泰州•模拟预测)硼酸和乙醇可以发生酯化反响：B(OH)3+3C2H5OH

——™>(C2H50)3B+3H20O生成的硼酸三乙酯点燃时产生绿色火焰，可通过该现象

鉴定硼酸，以下表示正确的选项是

A.中子数为8的。原子：

B.乙醇分子的比例模型：

C.基态C原子核外价电子的轨道表达式：E也.1」

2s2P

+

D.硼酸在水中的电离方程式：B(OH)3+H2O=B(OH)4+H

9.(2022•江苏泰州•模拟预测)我国“祝融号"火星车成功着陆火星，其矿脉中含有原子序

数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族，且Z的原子序数是W

的2倍，X的氢化物可用于蚀刻玻璃，Y与Z最外层电子数之和等于8。以下说法正确的

选项是

A.离子半径：Z>Y>W>X

B.同周期第一电离能小于Z的元素有4种

C.X与Y可形成共价化合物YX2

D.简单氢化物的复原性：W的氢化物>2的氢化物

10.（2022•山东省实验中学模拟预测）含有N；、N：的材料Pb（N3）2、N5ASF6可以用于X。

以下说法正确的选项是

A.Pb属于d区元素

B.基态As原子的d轨道与p轨道上的电子数之比为3：2

C.N：的空间构型为直线形

D.基态F原子中，核外电子的空间运动状态有9种

11.（2022・湖北・襄阳四中模拟预测）以下有关Fe、Co、Ni及其化合物的说法错误的选项

是

A.Fe、Co、Ni均位于第周围期第VIII族

B.Fe、Co、Ni基态原子未成对电子数分别为4、3、2

C.Fe、Co、Ni以及它们的合金为黑色金属材料

D.FeO在空气中受热会迅速变为FejCU

12.（2022•山东聊城一中高三期末）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，

X与Y同族但不相邻，基态Z原子价电子排布ns-'np"-1,以下说法正确的选项是

A.简单离子半径：W>Z>Y>XB.简单阴离子复原性：Z>W

C.电负性：Z>WD.Z与W的简单气态氢化物沸点Z>W

13.（2022•内蒙古赤峰•模拟预测）材料的开展水平始终是时代进步和人类文明的标志.当

前含铁的磁性材料在国防、电子信息等领域中具有广泛应用。请答复以下问题：

（1）基态铁原子的价电子排布图为,基态铁原子核外电子的空间运动状态有

种，其处在最gao能层的电子的电子云形状为。

（2）一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图1所示.

Fe

图1

①M分子中C、N、。三种元素的电负性由大到小的顺序为o

②M分子中的Fe?+与上下两个五元碳环通过配位键相连且Fe?+共提供了6个杂化轨道，则

铁原子最可能的杂化方法为（填序号）。

A.sp2B.sp3c.dsp2D.d2sp3

③分子中的大兀键可用符号兀：表示，其中m代表参与形成大兀键的原子数，n代表参与

形成大兀键的电子数（如苯分子中的大兀键可表示为戏），则M分子中由碳、氧组成的五

元环中的大兀键应表示为。

（3）铁氮化合物因其特别的组成和结构而具有优异的铁磁性能，某铁氮化合物的立方晶胞结

构如图2所示。

①假设以氮原子为晶胞顶点，则铁原子在晶胞中的位置为。

②该化合物的化学式为,假设晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为apm,阿

伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度为gem-3（列出计算式即可）。

14.（2022•山东泰安•三模）六方晶胞是一种常见晶胞，镁、锌和钛的常见晶胞属于六方晶

胞。

（1）①写出Zn所在元素周期表中的分区是；

②Ti的基态原子价电子排布式；

③下表为Na、Mg、Al的第一电离能L（kJ-mo「）。

元素

第一电离能

NaMgAl

I.496738577

请解释其变化规律的原因。

（2）已知以上三种金属的盐的熔沸点（。。如下表:

氯化物

物理性质

MgCl2ZnCl2TiCl4

熔点712290-24.1

沸点1412732136.4

已知：ZnCl2熔融状态下能够导电。请解释三种氯化物熔沸点差异的原因。TiCI4

的熔沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间构型是,分子高度对称，没有极性,

分子间作用力很弱。

（3）某晶体属于六方晶系，其晶胞参数a=0.4780nm,c=0.7800nm„晶胞沿着不同方向投影

如下，其中深色小球代表A原子，浅色大球代表B原子（化学环境完全等同）。已知A2原

子坐标为（0.8300,0.1700,0.2500）,B1原子沿c方向原子坐标参数z=0.0630。

①该物质的化学式为o

②晶胞子A1-A2在ab面投影的距离为（保存四位有效数字）。

③B1原子坐标参数为。

15.（2022•新疆昌吉•二模）2022年2月我国科学家在（科学）杂志发表反型钙钛矿太阳能

电池研究方面的科研成果文章，为钙钛矿电池研窕开发新方向。

(1)基态钛原子的Py原子轨道上的电子数为个。与钛同周期的第nA族和HIA族两

种元素中第一电离能较大的是(写元素符号)。。

(2)Ti的配合物有多种。在Ti(C0)6、T(H2。)？和TiFj三种微粒的配体中，所含原子电负

性由大到小排序后，排第3位的