例2、下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？
（1）s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形。 （2）主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。 （3）主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。
分析：本题是涉及电子云及量子数的概念题。必须从基本概念出发，判断正误。 解（1）不正确。因为电子运动并无固定轨道。应改正为：s电子在核外运动电子云图像或几率分布是一个球体，其剖面图是个圆。而p电子云图或几率密度分布是一个纺锤体，其剖面图是∞形。
（2）不正确。因为n = 1，l = 0 ，m = 0，只有一个1s原子轨道。应改为：主量子数为1时，在1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。
（3）不正确。因为n = 3 时，l只能取0、1、2，所以没有3f。另外3s、3p、3d的电子云形状不同，3p还有m = 0、?1 子轨道。
例3、试写出下列物种的电子排布式
（1）13Al3+ （2）17Cl （3）24Cr （4）47Ag
－
三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有
m = 0、?1、?2五种空间取向，有5个原子轨道。因此应改为：主量子数为3时，有9个原
分析：由物种的带电性，确定其电子总数，再按电子排布规律写出电子结构。 解：
物种 3+13Al 17Cl－电子排布式 1s2 2s2 2p6或[He]2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6或[Ne]3s2 3p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1或[Ar]3d5 4s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s1或[Kr]4d10 5s1 24Cr 47Ag
例4、试比较Li2+离子的2s和2p轨道能量的高低。
分析：Li2+单质电子体系，是类氢离子，没有电子的屏蔽作用（?= 0）其能量公式为： E = －2.179×10×
-18
Z2n2（J），只与核电荷数（已一定）和主量子数有关。
解：因Li2+是单质电子体系，其各轨道的能量只与主量子数n有关，与角量子数l无关，所以在Li2+离子中，2s和2p轨道的能量相等。
例5 甲元素是第三周期p区元素，其最低化合价为 -1价；乙元素是第四周期d区元素，其最高化合价为 +4价，填写下表：
元素 甲 乙
价层电子构型 周期 族 - 11 -
金属或非金属 电负性相对高低
分析：根据题意，甲元素处于周期表p区，为主族元素，其最低化合价为 –1价，则它最外层电子构型为3s2 3p5，所以甲为第三周期VII A族的非金属元素，具有较高的电负性。 同理可推测乙元素的外层电子构型及其在周期表中的位置和它较低的电负性。
解： 元素 甲 乙 价层电子构型 3s2 3p5 3d2 4s2 周期 3 4 族 VII A IVB 金属或非金属 非金属 金属 电负性相对高低 较高 较低 例6 某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n = 3、l = 2、m = 2、ms = +。试回答：
（1）写出该元素原子核外电子排布式
（2）写出该元素的原子序数，指出在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正价化合价。
分析：本题关键是根据量子数推出价层电子构型，由此即可写出核外电子排布式并回答其他问题。
解：（1）由一个价电子的量子数可知，该电子为3d电子，则其它二个价电子必为4s电子（因为E3d＜E4s＝价层电子构型为3d1 4s2。所以电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2。
（2）该元素的原子序数为21，处于周期表中的d区第四周期III B族，是金属元素，最高正价为 +3。
例7、现有A、B、C、D四种元素，A是第五周期IA族元素，B是第三周期元素。B、C、D的价电子分别为2、2和7个。四种元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子均为18个。
（1）判断A、B、C、D是什么元素？ （2）写出A、B、C、D的简单离子；
（3）写出碱性最强的最高价氧化物水化物的化学式； （4）写出酸性最强的最高价氧化物水化物的化学式； （5）哪种元素的第一电离能最小？哪一种元素的电负性最大？
分析：本题是一道“位—构—性”的综合推断题，根据A在周期表的位置、B的周期数及最外层电子数，C、D的最外层和次外层的电子数及四元素原子序数的大小关系，就可以判断出四元素，继而在此基础上回答其他问题。
解：（1）A—Rb、B—Mg、C—Zn、D—Br。 （2）Rb+、Mg2+、Zn2+、Br
－
12（3）碱性最强的为RbOH （4）酸性最强的为HBrO4
（5）元素Rb的第一电离能最小；Br的电负性最大。 例8下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？
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（1）n = 2，l = 1，m = 0 （2）n = 2，l = 2 m = -1 （3）n = 3，l = 0，m = 0 （4）n = 3，l = 1，m = +1 （5）n = 2，l = 0，m = -1 （6）n = 2，l = 3，m = +2
分析：此题是考查四各量子数之间的关系，所以掌握了四个量子数之间的关系，此题就不难解决。
解：（2）、（5）、（6）不合理。
在（2）中l = n 是不对的，l只能是取小于n的正整数，故减小l或增大n均可。 在（5）中，∣m∣＞l是不对的，当l取值一定时，∣m∣最大和l的值 相等，所以减小∣m∣或增大l均可。
在（6）中，l ＞ n也是不对的，l取值 最大为 n－1，考虑到m = +2，所以本题只能增大n的取值。
例9、已知某元素在氪前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰好为半充满，试推断该元素。
分析：此题是根据离子的结构推断相应元素的试题。只不过常见的此类问题提到是电子层、电子亚层，而未涉及主量子数和角量子数，所以此题关键是搞清角量子数为2的轨道属于d亚层。
解：l = 2为d亚层，只有第四周期及其后各周期的d区和p区元素才有此结构。失去3个电子后，d轨道为半充满的元素一定是在d区，即为副族元素。氪为第四周期元素，故此元素必定为第四周期的副族元素。
3eM3+???M 3d5 3d6 4s2
（半充满）
故该元素为26号元素Fe。
例10、 若在现代原子结构理论中，假定每个原子轨道只能容纳一个电子，则原子序数为42的元素的核外电子排布将是怎样的？按这种假设而设计出的元素周期表，该元素将属于第几周期、第几族？该元素的中性原子在化学反应中得失电子情况又将怎样？
分析：解答本题有利于开阔思维。在该题的假设下，原有原子结构理论的有关规律的实质是有用的，但具体的则要发生一些变化。如保里不相容原理和洪特规则就不适用；但能量最低原理是有用的；饱和的概念仍然成立，只是各个轨道、各个亚层、各个电子层最多能容纳的电子数应为原来的一半，如第二层排成2s1 2p3就饱和了，第三层排成3s1 3p3 3d5就饱和了；轨道的能级顺序没有变化，电子的填充顺序也无变化。
解：电子排布式：1s1 2s1 2p3 3s1 3p3 3d5 4s1 4p3 4d5 4f7 5s15p3 5d5 6s1 6p2 周期表中的位置：第六周期，第III A族。
该元素的中性原子在化学反应中可得到一个电子显 –1价；可失去3个电子显 +3价，也可失去2个p电子而显 +2价。
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【知能训练】
1、分子和离子都是微观粒子，1996年，科学家终于在宇宙深处发现了早在30年前就预言应当存在的一种微粒，这种微观粒子由3个氢原子核和2个电子组成，它的化学式是 。
2、自然界中，碳除了有2种稳定同位素12C和13C外，还有一种半衰期很长的放射性同位素14C，丰度也十分稳定，如下表所示（注：数据后括号里的数字是最后一位或两位的精确度，14C只提供了大气丰度，地壳中的含量小于表中数据）：
同位素 121314相对原子质量 12（整数） 13.003354826（17） 14.003241982（27） 地壳丰度（原子分数） 0.9893（8） 0.0107（8） 1.2×10－16C C C （大气中） 试问：为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C也加入取平均值？
3、现代原子结构理论认为，在同一电子层上，可有s、p、d、f、g、h??等亚层，各亚层分别有1、3、5、??个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测：
（1）第8周期共有 种元素；
（2）原子核外出现第一个6 f电子的元素的原子序数是 ；
（3）根据“稳定岛”假说，第114号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，可能在自然界都可以找到。试推测第114号元素属于 周期， 族元素，原子的外围电子构型是 。
4、A、B两元素，A原子的M层和N层的电子数分别比B原子的M层和N层的电子数少7个和4个。写出A、B两原子的名称和电子排布式，并说明推理过程。
5、五种元素的原子电子层结构如下：
A：1s22s22p63s23p63d54s2 B：1s22s22p63s2 C：1s22s22p6 D：1s22s22p63s23p2 E：1s22s1 试问：其中，
（1）哪种元素是稀有气体？
（2）哪种元素最可能生成具有催化性质的氧化物？ （3）哪种元素的原子的第一电离能最大？
6、写出Eu（63号）、Te（52号）元素原子的电子排布式。若原子核外出现5 g和6 h五层，请预测第九、十周期最后一个元素原子序数和它们的电子排布。
7、目前，科学家正在设法探寻“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。2002年9月20日，欧洲核子研究中心成功制造出约5万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。试回答：
（1）科学家制造出的反氢原子的质量数为 ，电荷数为 。
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（2）一对正、负电子相遇发生湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子质量为0.9×10
－30
kg，那么这对电子湮灭时释放的能量是 J，这两个光子的频率约为
－34
Hz。（保留2位有效数字，普朗克常数h＝6.63×10J·s）
（3）反物质酸碱中和反应的实质可表示为： 。 8、在电势差为100V和1000V的电场中运动的电子，其德布罗意波长分别是多少？ 9、假定在下列电子的各组量子数中n正确，请指出哪几种不能存在，为什么？ （1）n＝1，l＝1，m＝1，ms＝－1。 （2）n＝3，l＝1，m＝2，ms＝＋1/2。 （3）n＝3，l＝2，m＝1，ms＝－1/2。 （4）n＝2，l＝0，m＝0，ms＝0。 （5）n＝2，l＝－1，m＝1，ms＝＋1/2。 （6）n＝4，l＝3，m＝2，ms＝2。
10、试用斯莱脱（Slate）规则分别计算作用于Fe的3s、3p、3d和4s电子的有效核电荷数，这些电子所在各轨道的能量及Fe原子系统的能量。
11、下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系（Z为核电荷数，Y为元素的有关性质）；
A B C D
E F G H 把与下面的元素有关性质相符的曲线的标号填入相应括号中： （1）ⅡA族元素的价电子数（ ） （2）ⅦA族元素氢化物的沸点（ ） （3）第三周期元素单质的熔点（ ） （4）第三周期元素的最高正化合价（ ） （5）IA族元素单质熔点（ ）
（6）F、Na、Mg2、Al3四种离子的离子半径（ ）
－
＋
＋
＋
（7）短周期元素的原子半径（ ） （8）短周期元素的第一电离能（ ）
12、电离能是指由蒸气状态的孤立原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需要的能量为第一电离能（I1），移去第二个电子所需要的能量为第二电离能（I2），依次类推。
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