【解析】2023-2023學年高中化學人教版選修三 課時訓練3電子云與原子軌道泡利原理和洪特規(guī)則

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2023_2023學年高中化學人教版選修三課時訓練3電子云與原子軌道泡利原理和洪特規(guī)則

一、電子云、原子軌道

1．以下對核外電子運動狀態(tài)的描述正確的是()

A．電子的運動與行星相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉(zhuǎn)

B．能量低的電子只能在s軌道上運動，能量高的電子總是在f軌道上運動

C．能層序數(shù)越大，s電子云的半徑越大

D．在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)肯定相同

【答案】C

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布；原子核外電子的躍遷及應(yīng)用

【解析】【解答】電子運動是無序的，沒有固定軌道，能量低的電子在離核近的區(qū)域運動，能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動。同一能級上運動的電子，如果是處于不同能層，則運動狀態(tài)也不相同。

【分析】C項理解為能層即電子層，按照電子能量的高低和離核的遠近將電子分為不同的電子層，能層序數(shù)越大，離核越遠，電子云的半徑自然就越大。

D項注意原子核外沒有運動狀態(tài)相同的電子，要么運動快慢不同，要么電子云形狀不同，要么電子云空間延伸方向不同。

2．下列各能級中原子軌道數(shù)最多的是()

A．7sB．6pC．5dD．4f

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】ns能級有1個原子軌道，np能級有3個原子軌道，nd能級有5個原子軌道，nf能級有7個原子軌道。

【分析】s、p、d、f能級的軌道數(shù)依次是1、3、5、7，與能層無關(guān)。

3．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是()

A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云

B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動

C．p能級的原子軌道呈啞鈴狀，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多

D．與s原子軌道相同，p原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大

【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

【解析】【解答】電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述，并非原子核真被電子云霧所籠罩，A項錯；原子軌道是電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間輪廓，它表明電子在這一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機會大，在此區(qū)域外出現(xiàn)的機會少，B項錯；無論能層序數(shù)n怎樣變化，每個p能級都有3個原子軌道且相互垂直，C項錯；電子的能量隨著能層的增大而增大，電子在離核更遠的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來越向更大的空間擴展，原子軌道的平均半徑逐漸增大，D項對

【分析】A.理解電子云的定義；

B.原子軌道是電子出現(xiàn)的概率空間輪廓；

C.能級的軌道數(shù)是固定不變的，與能層無關(guān)；

D.能層越大，半徑越大。

二、核外電子排布規(guī)律

4．在能量相同的d軌道中，電子排布成

，而不排布成，最直接的依據(jù)是()

A．能量最低原理B．泡利原理

C．原子軌道能級圖D．洪特規(guī)則

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】洪特規(guī)則是指基態(tài)原子中的電子在同一能級的不同軌道上排布時，電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，并且自旋狀態(tài)相同，使整個原子的能量最低，故D項正確。

【分析】利用洪特規(guī)則分析，注意能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則的定義。

5．下列有關(guān)碳原子的電子排布圖中，能量最低的是()

A．B．

C．D．

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A項中2p能級上的2個電子擠在同一個軌道上，B項、C項中兩個軌道上電子的自旋狀態(tài)相反，均與洪特規(guī)則相違背，只有D項中的排布符合洪特規(guī)則，此時整個原子的能量最低。

【分析】利用洪特規(guī)則和能量最低原理分析。

6．若將15P的電子排布式寫成1s22s22p63s23，它違背了()

A．能量守恒原理B．泡利原理

C．能量最低原理D．洪特規(guī)則

【答案】D

【知識點】原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】洪特規(guī)則是指當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。

【分析】利用洪特規(guī)則分析，注意能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則的定義。

三、電子排布圖

7．已知錳的核電荷數(shù)為25，以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子的電子排布圖，其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是()

A．

B．

C．

D．

【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】基態(tài)錳原子的電子排布式為

1s22s22p63s23p63d54s2，原子軌道的能量由低到高的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d，其中3d能級上排布了5個電子，為半充滿狀態(tài)，5個電子分別占據(jù)不同的軌道，且自旋狀態(tài)相同。A項3d能級上的電子排布不對，違反了洪特規(guī)則；B項中s能級上兩個電子的自旋狀態(tài)應(yīng)相反；C項中3d能級上電子排布不對，違反了洪特規(guī)則，只有D項正確。

【分析】電子排布式要綜合運用泡利原理、洪特規(guī)則、和能量最低原理。正常排列時基態(tài)錳原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s1，但重排后為1s22s22p63s23p63d54s2滿足半充滿，能量更低。

8．下列表示式錯誤的是()

A．Na+的電子排布圖：

B．Na+的結(jié)構(gòu)示意圖：

C．Na的電子排布式：1s22s22p63s1

D．Na的簡化電子排布式：[Ne]3s1

【答案】A

【知識點】原子核外電子排布；電子式、化學式或化學符號及名稱的綜合

【解析】【解答】Na+是Na原子失去了最外層的3s電子所得到的，只剩下1s、2s和2p軌道上的電子，共10個電子，A選項中2p能級上的電子排布違背了泡利原理。

【分析】根據(jù)各層電子排布情況進行解答。

9．某元素原子A的L層要比M層少6個電子,它有兩種常見的陽離子a和b(其中a的化合價高于b的化合價)。則

（1）a的M層比N層多個電子;b的L層比M層少個電子。a的穩(wěn)定性(填“大于”或“小于”)b的穩(wěn)定性。

（2）寫出A原子的電子排布式:;a的最外層的電子排布圖是。

【答案】（1）13；6；大于

（2）1s22s22p63s23p63d64s2；

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】由于第一、二層的原子軌道不出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,根據(jù)題意可得A原子的L層已填滿電子,則L層共有8個電子,再根據(jù)A原子的L層比M層少6個電子,可得M層上的電子數(shù)為14,則第三層的電子排布式為3s23p63d6,已經(jīng)排到3d能級,所以4s能級已填滿電子,故A原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子為Fe原子。Fe原子能形成兩種離子,即Fe2+和Fe3+。根據(jù)題意,a為Fe3+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;b為Fe2+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,根據(jù)洪特規(guī)則的特例,可知a的3d能級處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以a離子比b離子穩(wěn)定。

【分析】解題思路是充分利用核外電子排布的規(guī)則，K和L層的原子軌道不出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,因此A原子的L層已填滿電子,則L層共有8個電子,再根據(jù)A原子的L層比M層少6個電子,可得M層上的電子數(shù)為14,則L層的電子排布式為3s23p63d6,已經(jīng)排到3d能級,所以4s能級已填滿電子,故A原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子為Fe原子。Fe原子能形成兩種離子,即Fe2+和Fe3+。

注意事項：1、3d能級處于半充滿或全充滿是穩(wěn)定狀態(tài)。

2、注意化學用語電子排布式和電子排布圖的差別。

10．以下是表示鐵原子和鐵離子的3種不同化學用語。

結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式電子排布圖

鐵原子1s22s22p63s23p63d64s2

鐵離子1s22s22p63s23p63d5

（1）鐵原子最外層電子數(shù)為,鐵在發(fā)生化學反應(yīng)時,參加反應(yīng)的電子可能是。

（2）請你通過比較、歸納,分別說出3種不同化學用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。

【答案】（1）2；4s能級上的2個電子或4s能級上的2個電子和3d能級上的1個電子

（2）結(jié)構(gòu)示意圖:能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式:能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。電子排布圖:能直觀地反映出各能層、能級及各軌道上的電子分布情況以及電子的自旋狀態(tài)。

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布；原子核外電子的躍遷及應(yīng)用

【解析】【解答】(1)依據(jù)鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知鐵原子的最外層電子數(shù)為2,鐵的化合價有+2和+3兩種，所以在發(fā)生化學反應(yīng)時,參加反應(yīng)電子可能是4s能級上的2個電子或4s能級上的2個電子和3d能級上的1個電子。

(2)結(jié)構(gòu)示意圖:能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式:能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。電子排布圖:能直觀地反映出各能層、能級及各軌道上的電子分布情況以及電子的自旋狀態(tài)。

【分析】（1）根據(jù)核外電子排布即可寫出電子排布式，鐵可失去兩個或者三個電子即可判斷

（2）結(jié)構(gòu)示意圖可以找出元素周期表中的位置，電子排布式可以知道能級以及電子，電子排布式可以看出電子的狀態(tài)

四、達標訓練

11．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是()

A．He

B．

C．1s2

D．

【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)

【解析】【解答】A項只能表示最外層電子數(shù)，B項只表示核外的電子分層排布情況，C項只表示能級及能級中所含有的電子數(shù)，而D項包含了電子層數(shù)、能級和能級中所含有的電子數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài)，故D項對電子運動狀態(tài)的描述最詳盡。

【分析】根據(jù)電子所處層數(shù)及分布情況進行解答

12．下列說法正確的是()

A．3p2表示3p能級有2個軌道

B．1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布

C．M能層中的原子軌道數(shù)目為3

D．處于同一軌道上的電子可以有多個，它們的自旋狀態(tài)相同

【答案】B

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】3p2表示3p能級上有2個電子，故A項錯誤；B項中2s能級上的1個電子躍遷到了2p能級上，故表示的是激發(fā)態(tài)原子，故B項正確；C項中M能層中有s、p、d3種能級，含有的軌道數(shù)分別為1、3、5，故M能層中共有9個原子軌道，故C項錯誤；處于同一軌道上的電子最多有2個，而且它們的自旋狀態(tài)相反，故D項錯誤。

【分析】每一能層上的能級數(shù)等于能層序數(shù)，且能級總是從s開始，依次為s、p、d、f，含有的軌道數(shù)分別為1、3、5、7。

13．下列是原子的核外電子排布式或電子排布圖，其中不正確的是()

A．24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1

B．K的簡化電子排布式：[Ar]4s1

C．N的電子排布圖：

D．S的電子排布圖：

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】D項中S的電子排布圖違背了洪特規(guī)則，正確的寫法應(yīng)是故D選項符合要求。

【分析】A.根據(jù)原子的質(zhì)子數(shù)即可進行知道原子的核外電子，即可根據(jù)核外電子能級排布規(guī)律即可進行排布

B.鉀是19號原子，是排在氬原子之后，故可以根據(jù)氬原子進行簡寫

C.氮原子是7號原子，2p能級上處于半充滿狀態(tài)

D.硫是16號原子，違反了洪特規(guī)則，應(yīng)該先排滿整個3p能級

14．第三周期元素的原子，其最外層p能級上僅有一個未成對電子，它的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸根離子是()

A．RB．RC．RD．R

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】該元素原子最外層電子排布式為3s23p1或3s23p5，該元素為Al或Cl，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸根離子分別為AlO2-、ClO4-。

【分析】根據(jù)最外層電子只有一個未成對，即可判斷是可能是鋁或著是Cl，即可寫出最高氧化物水合物的酸根離子

15．下列是基態(tài)原子的最外層電子排布式，其中正確的是()

A．3d54s1B．3d44s2C．3d94s2D．3d13p6

【答案】A

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.符合核外電子能級排布，故A符合題意

B，違背了3d能級半充滿時為穩(wěn)定狀態(tài)，故B不符合題意

C，違背了3d能級全充滿時為穩(wěn)定狀態(tài)，故C不符合題意

D，違背了能量最低原理，故D符合題意

【分析】根據(jù)核外電子能級排布規(guī)律，滿足能量最低原理和洪特規(guī)則，即可判斷正誤

16．下列說法錯誤的是()

A．ns電子的能量不一定高于(n-1)p電子的能量

B．6C的電子排布式1s22s22，違反了洪特規(guī)則

C．21Sc的電子排布式1s22s22p63s23p63d3，違反了能量最低原理

D．22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10，違反了泡利原理

【答案】A

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.關(guān)鍵在于熟記構(gòu)造原理，各能級能量的大小順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量；

B.對于6C來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應(yīng)該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，故2違背了洪特規(guī)則；

C.根據(jù)能級能量高低順序可知E(4s)<E(3d)，對于21Sc來說，最后3個電子應(yīng)先排滿4s能級，再排3d能級，正確寫法應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，故違背了能量最低原理；

D.對于22Ti來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違背了泡利原理，正確寫法應(yīng)為1s22s22p63s23p63d24s2。

【分析】(1)泡利不相容原理：同一個軌道里的兩個電子，一個正自旋，一個反自旋。

(2)能量最低原理：核外電子排布，盡先占據(jù)能量最低的軌道。能級交錯1s2，2s2，2p6，3s2，3p6，4s2，3d10，4p6...

(3)洪特規(guī)則：同一能級電子盡先分占不同的軌道，且自旋相同，軌道半滿，軌道全滿是比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

17．下列各組表述中，兩種微粒一定不屬于同種元素原子的是()

A．3p能級上有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p2的原子

B．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2的原子

C．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子和最外層的電子排布式為4s24p5的原子

D．2p能級上有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子最外層的電子排布式為2s22p5的原子

【答案】B

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.3p能級上有一個空軌道，說明3p能級上填充了2個電子，因為3p能級填充1個電子就會有2個空軌道，填充3個或3個以上電子則無空軌道，3p能級上有2個電子，3s能級上肯定已填滿電子，最外層的電子排布式為3s23p2，A不符合題。

B.M層全充滿而N層為4s2，M層上有d軌道，即M層電子排布為3s23p63d10，該元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，該元素是鋅，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，該元素是鐵，B符合題意

C.最外層的電子排布式為4s24p5，則3d能級上已排滿10個電子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子，可按下述方法討論：若最外層電子數(shù)為1，核外電子總數(shù)為5，此種情況不可能；最外層電子數(shù)為2，核外電子總數(shù)為10，不可能；同理，可討論得知只有最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35時合理，其電子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同種元素的原子，C不符合題意

D項中2p能級上有一個未成對電子，可以是2p1，也可以是2p5，D不符合題意

故正確答案是：B

【分析】解答該題時要依據(jù)構(gòu)造原理和原子核外電子排布規(guī)則，逐項認真分析即可

18．已知某原子結(jié)構(gòu)示意圖為，下列有關(guān)說法正確的是()

A．結(jié)構(gòu)示意圖中x=4

B．該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4

C．該原子的電子排布圖為

D．該原子結(jié)構(gòu)中共有5個能級上填充有電子

【答案】D

【知識點】原子核外電子排布；原子結(jié)構(gòu)示意圖

【解析】【解答】A.在原子結(jié)構(gòu)示意圖中第一能層上只能排2個電子，故x=2，最外層有4個電子，該元素為Si，故A不符合題意

B.其元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，故B不符合題意；

C.根據(jù)洪特規(guī)則，該原子3p能級上的兩個電子應(yīng)分別占據(jù)不同的軌道，而且自旋狀態(tài)應(yīng)相同，C不符合題意；

D.該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，共有5個能級上填充有電子，D符合題意

故正確答案是：D

【分析】根據(jù)第一層只能由2個電子，因此x=2，故質(zhì)子數(shù)為14，核外電子能級排布是1s22s22p63s23p2，根據(jù)洪特規(guī)則即可畫出軌道電子排布，根據(jù)能級軌道即可判斷能填充電子的軌道數(shù)

19．如圖是s能級和p能級的電子云輪廓圖,試回答問題。

（1）s電子云輪廓圖呈形,每個s能級有個原子軌道;p電子云輪廓圖呈狀,每個p能級有個原子軌道,其能量關(guān)系為(填“相同”或“不相同”)。

（2）元素X的原子最外層的電子排布式為nsnnpn+1,原子中能量最高的是電子;元素X的名稱是,它的氫化物的電子式是。

（3）若元素Y的原子最外層的電子排布式為nsn-1npn+1,那么Y的元素符號應(yīng)為,原子的電子排布圖為。

【答案】（1）球；1；啞鈴；3；相同

（2）2p；氮；

（3）S；

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】(1)ns能級均有1個軌道,np能級均有3個軌道,s電子的原子軌道都是球形的,p電子的原子軌道都是啞鈴狀的,每個p能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以px、py、pz表示,能量關(guān)系為px=py=pz,即能量相同。

(2)因為元素X的原子最外層的電子排布式為nsnnpn+1,np能級已排布電子,說明ns能級上已排滿電子,即n=2,則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3,元素X是氮;當元素Y的原子最外層的電子排布式為nsn-1npn+1時,有n-1=2,則n=3,那么元素Y的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,元素Y是硫。

【分析】（1）s電子的輪廓是球形，每個s能級只有1個s原子軌道，p電子輪廓是啞鈴狀，每個p能級有3個原子軌道，每個p能級軌道能量相同

（2）s能級軌道最多兩個電子，因此n=2,故最外層電子是5個電子，因此是N，離核越遠能量越高，氫化物是氨氣，是共價化合物

（3）根據(jù)題意，n=3,該元素最外層含有6個電子，含有3個電子層，故為硫原子，即可寫出原子核外能級排布

20．有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素，B元素原子核外p能級上的電子數(shù)比s能級上的電子數(shù)少1，C為金屬元素且原子核外p能級上的電子數(shù)和s能級上的電子數(shù)相等，D元素的原子核外所有p能級為全充滿或半充滿狀態(tài)。

（1）寫出四種元素的元素符號：

A，B，C，D。

（2）寫出C、D兩種元素基態(tài)原子核外電子的電子排布圖。

C，

D。

（3）寫出B、C兩種元素單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)的化學方程式：。

（4）寫出B元素對應(yīng)的單質(zhì)和氫化物的電子式：單質(zhì)，氫化物。

【答案】（1）H；N；Mg；P

（2）；

（3）N2+3MgMg3N2

（4）∶NN∶；

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的能級分布；原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

【解析】【解答】A是宇宙中最豐富的元素，則A為氫；B元素原子的核外電子排布式為1s22s22p3，B元素為氮；C元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2，C元素為鎂；D元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，D元素為磷。

（1）A是H，B是N，C是Mg，D是P

（2）C核外電子排布，D核外電子排布，（3）N2+3MgMg3N2

（4）∶NN∶，

【分析】（1）根據(jù)題意即可推出元素符號

（2）根據(jù)核外電子能級排布即可寫出

（3）氮氣和鎂單質(zhì)反應(yīng)生成氮化鎂

（4）單質(zhì)氮氣，氫化物是氨氣，寫出電子式即可

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2023_2023學年高中化學人教版選修三課時訓練3電子云與原子軌道泡利原理和洪特規(guī)則

一、電子云、原子軌道

1．以下對核外電子運動狀態(tài)的描述正確的是()

A．電子的運動與行星相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉(zhuǎn)

B．能量低的電子只能在s軌道上運動，能量高的電子總是在f軌道上運動

C．能層序數(shù)越大，s電子云的半徑越大

D．在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)肯定相同

2．下列各能級中原子軌道數(shù)最多的是()

A．7sB．6pC．5dD．4f

3．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是()

A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云

B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動

C．p能級的原子軌道呈啞鈴狀，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多

D．與s原子軌道相同，p原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大

二、核外電子排布規(guī)律

4．在能量相同的d軌道中，電子排布成

，而不排布成，最直接的依據(jù)是()

A．能量最低原理B．泡利原理

C．原子軌道能級圖D．洪特規(guī)則

5．下列有關(guān)碳原子的電子排布圖中，能量最低的是()

A．B．

C．D．

6．若將15P的電子排布式寫成1s22s22p63s23，它違背了()

A．能量守恒原理B．泡利原理

C．能量最低原理D．洪特規(guī)則

三、電子排布圖

7．已知錳的核電荷數(shù)為25，以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子的電子排布圖，其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是()

A．

B．

C．

D．

8．下列表示式錯誤的是()

A．Na+的電子排布圖：

B．Na+的結(jié)構(gòu)示意圖：

C．Na的電子排布式：1s22s22p63s1

D．Na的簡化電子排布式：[Ne]3s1

9．某元素原子A的L層要比M層少6個電子,它有兩種常見的陽離子a和b(其中a的化合價高于b的化合價)。則

（1）a的M層比N層多個電子;b的L層比M層少個電子。a的穩(wěn)定性(填“大于”或“小于”)b的穩(wěn)定性。

（2）寫出A原子的電子排布式:;a的最外層的電子排布圖是。

10．以下是表示鐵原子和鐵離子的3種不同化學用語。

結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式電子排布圖

鐵原子1s22s22p63s23p63d64s2

鐵離子1s22s22p63s23p63d5

（1）鐵原子最外層電子數(shù)為,鐵在發(fā)生化學反應(yīng)時,參加反應(yīng)的電子可能是。

（2）請你通過比較、歸納,分別說出3種不同化學用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。

四、達標訓練

11．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是()

A．He

B．

C．1s2

D．

12．下列說法正確的是()

A．3p2表示3p能級有2個軌道

B．1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布

C．M能層中的原子軌道數(shù)目為3

D．處于同一軌道上的電子可以有多個，它們的自旋狀態(tài)相同

13．下列是原子的核外電子排布式或電子排布圖，其中不正確的是()

A．24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1

B．K的簡化電子排布式：[Ar]4s1

C．N的電子排布圖：

D．S的電子排布圖：

14．第三周期元素的原子，其最外層p能級上僅有一個未成對電子，它的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸根離子是()

A．RB．RC．RD．R

15．下列是基態(tài)原子的最外層電子排布式，其中正確的是()

A．3d54s1B．3d44s2C．3d94s2D．3d13p6

16．下列說法錯誤的是()

A．ns電子的能量不一定高于(n-1)p電子的能量

B．6C的電子排布式1s22s22，違反了洪特規(guī)則

C．21Sc的電子排布式1s22s22p63s23p63d3，違反了能量最低原理

D．22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10，違反了泡利原理

17．下列各組表述中，兩種微粒一定不屬于同種元素原子的是()

A．3p能級上有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p2的原子

B．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2的原子

C．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子和最外層的電子排布式為4s24p5的原子

D．2p能級上有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子最外層的電子排布式為2s22p5的原子

18．已知某原子結(jié)構(gòu)示意圖為，下列有關(guān)說法正確的是()

A．結(jié)構(gòu)示意圖中x=4

B．該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4

C．該原子的電子排布圖為

D．該原子結(jié)構(gòu)中共有5個能級上填充有電子

19．如圖是s能級和p能級的電子云輪廓圖,試回答問題。

（1）s電子云輪廓圖呈形,每個s能級有個原子軌道;p電子云輪廓圖呈狀,每個p能級有個原子軌道,其能量關(guān)系為(填“相同”或“不相同”)。

（2）元素X的原子最外層的電子排布式為nsnnpn+1,原子中能量最高的是電子;元素X的名稱是,它的氫化物的電子式是。

（3）若元素Y的原子最外層的電子排布式為nsn-1npn+1,那么Y的元素符號應(yīng)為,原子的電子排布圖為。

20．有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素，B元素原子核外p能級上的電子數(shù)比s能級上的電子數(shù)少1，C為金屬元素且原子核外p能級上的電子數(shù)和s能級上的電子數(shù)相等，D元素的原子核外所有p能級為全充滿或半充滿狀態(tài)。

（1）寫出四種元素的元素符號：

A，B，C，D。

（2）寫出C、D兩種元素基態(tài)原子核外電子的電子排布圖。

C，

D。

（3）寫出B、C兩種元素單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)的化學方程式：。

（4）寫出B元素對應(yīng)的單質(zhì)和氫化物的電子式：單質(zhì)，氫化物。

答案解析部分

1．【答案】C

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布；原子核外電子的躍遷及應(yīng)用

【解析】【解答】電子運動是無序的，沒有固定軌道，能量低的電子在離核近的區(qū)域運動，能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動。同一能級上運動的電子，如果是處于不同能層，則運動狀態(tài)也不相同。

【分析】C項理解為能層即電子層，按照電子能量的高低和離核的遠近將電子分為不同的電子層，能層序數(shù)越大，離核越遠，電子云的半徑自然就越大。

D項注意原子核外沒有運動狀態(tài)相同的電子，要么運動快慢不同，要么電子云形狀不同，要么電子云空間延伸方向不同。

2．【答案】D

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】ns能級有1個原子軌道，np能級有3個原子軌道，nd能級有5個原子軌道，nf能級有7個原子軌道。

【分析】s、p、d、f能級的軌道數(shù)依次是1、3、5、7，與能層無關(guān)。

3．【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

【解析】【解答】電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述，并非原子核真被電子云霧所籠罩，A項錯；原子軌道是電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間輪廓，它表明電子在這一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機會大，在此區(qū)域外出現(xiàn)的機會少，B項錯；無論能層序數(shù)n怎樣變化，每個p能級都有3個原子軌道且相互垂直，C項錯；電子的能量隨著能層的增大而增大，電子在離核更遠的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來越向更大的空間擴展，原子軌道的平均半徑逐漸增大，D項對

【分析】A.理解電子云的定義；

B.原子軌道是電子出現(xiàn)的概率空間輪廓；

C.能級的軌道數(shù)是固定不變的，與能層無關(guān)；

D.能層越大，半徑越大。

4．【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】洪特規(guī)則是指基態(tài)原子中的電子在同一能級的不同軌道上排布時，電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，并且自旋狀態(tài)相同，使整個原子的能量最低，故D項正確。

【分析】利用洪特規(guī)則分析，注意能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則的定義。

5．【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A項中2p能級上的2個電子擠在同一個軌道上，B項、C項中兩個軌道上電子的自旋狀態(tài)相反，均與洪特規(guī)則相違背，只有D項中的排布符合洪特規(guī)則，此時整個原子的能量最低。

【分析】利用洪特規(guī)則和能量最低原理分析。

6．【答案】D

【知識點】原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】洪特規(guī)則是指當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。

【分析】利用洪特規(guī)則分析，注意能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則的定義。

7．【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】基態(tài)錳原子的電子排布式為

1s22s22p63s23p63d54s2，原子軌道的能量由低到高的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d，其中3d能級上排布了5個電子，為半充滿狀態(tài)，5個電子分別占據(jù)不同的軌道，且自旋狀態(tài)相同。A項3d能級上的電子排布不對，違反了洪特規(guī)則；B項中s能級上兩個電子的自旋狀態(tài)應(yīng)相反；C項中3d能級上電子排布不對，違反了洪特規(guī)則，只有D項正確。

【分析】電子排布式要綜合運用泡利原理、洪特規(guī)則、和能量最低原理。正常排列時基態(tài)錳原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s1，但重排后為1s22s22p63s23p63d54s2滿足半充滿，能量更低。

8．【答案】A

【知識點】原子核外電子排布；電子式、化學式或化學符號及名稱的綜合

【解析】【解答】Na+是Na原子失去了最外層的3s電子所得到的，只剩下1s、2s和2p軌道上的電子，共10個電子，A選項中2p能級上的電子排布違背了泡利原理。

【分析】根據(jù)各層電子排布情況進行解答。

9．【答案】（1）13；6；大于

（2）1s22s22p63s23p63d64s2；

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】由于第一、二層的原子軌道不出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,根據(jù)題意可得A原子的L層已填滿電子,則L層共有8個電子,再根據(jù)A原子的L層比M層少6個電子,可得M層上的電子數(shù)為14,則第三層的電子排布式為3s23p63d6,已經(jīng)排到3d能級,所以4s能級已填滿電子,故A原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子為Fe原子。Fe原子能形成兩種離子,即Fe2+和Fe3+。根據(jù)題意,a為Fe3+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;b為Fe2+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,根據(jù)洪特規(guī)則的特例,可知a的3d能級處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以a離子比b離子穩(wěn)定。

【分析】解題思路是充分利用核外電子排布的規(guī)則，K和L層的原子軌道不出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,因此A原子的L層已填滿電子,則L層共有8個電子,再根據(jù)A原子的L層比M層少6個電子,可得M層上的電子數(shù)為14,則L層的電子排布式為3s23p63d6,已經(jīng)排到3d能級,所以4s能級已填滿電子,故A原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子為Fe原子。Fe原子能形成兩種離子,即Fe2+和Fe3+。

注意事項：1、3d能級處于半充滿或全充滿是穩(wěn)定狀態(tài)。

2、注意化學用語電子排布式和電子排布圖的差別。

10．【答案】（1）2；4s能級上的2個電子或4s能級上的2個電子和3d能級上的1個電子

（2）結(jié)構(gòu)示意圖:能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式:能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。電子排布圖:能直觀地反映出各能層、能級及各軌道上的電子分布情況以及電子的自旋狀態(tài)。

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布；原子核外電子的躍遷及應(yīng)用

【解析】【解答】(1)依據(jù)鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知鐵原子的最外層電子數(shù)為2,鐵的化合價有+2和+3兩種，所以在發(fā)生化學反應(yīng)時,參加反應(yīng)電子可能是4s能級上的2個電子或4s能級上的2個電子和3d能級上的1個電子。

(2)結(jié)構(gòu)示意圖:能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式:能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。電子排布圖:能直觀地反映出各能層、能級及各軌道上的電子分布情況以及電子的自旋狀態(tài)。

【分析】（1）根據(jù)核外電子排布即可寫出電子排布式，鐵可失去兩個或者三個電子即可判斷

（2）結(jié)構(gòu)示意圖可以找出元素周期表中的位置，電子排布式可以知道能級以及電子，電子排布式可以看出電子的狀態(tài)

11．【答案】D

【知識點】原子核外電子的運動狀態(tài)

【解析】【解答】A項只能表示最外層電子數(shù)，B項只表示核外的電子分層排布情況，C項只表示能級及能級中所含有的電子數(shù)，而D項包含了電子層數(shù)、能級和能級中所含有的電子數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài)，故D項對電子運動狀態(tài)的描述最詳盡。

【分析】根據(jù)電子所處層數(shù)及分布情況進行解答

12．【答案】B

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】3p2表示3p能級上有2個電子，故A項錯誤；B項中2s能級上的1個電子躍遷到了2p能級上，故表示的是激發(fā)態(tài)原子，故B項正確；C項中M能層中有s、p、d3種能級，含有的軌道數(shù)分別為1、3、5，故M能層中共有9個原子軌道，故C項錯誤；處于同一軌道上的電子最多有2個，而且它們的自旋狀態(tài)相反，故D項錯誤。

【分析】每一能層上的能級數(shù)等于能層序數(shù)，且能級總是從s開始，依次為s、p、d、f，含有的軌道數(shù)分別為1、3、5、7。

13．【答案】D

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】D項中S的電子排布圖違背了洪特規(guī)則，正確的寫法應(yīng)是故D選項符合要求。

【分析】A.根據(jù)原子的質(zhì)子數(shù)即可進行知道原子的核外電子，即可根據(jù)核外電子能級排布規(guī)律即可進行排布

B.鉀是19號原子，是排在氬原子之后，故可以根據(jù)氬原子進行簡寫

C.氮原子是7號原子，2p能級上處于半充滿狀態(tài)

D.硫是16號原子，違反了洪特規(guī)則，應(yīng)該先排滿整個3p能級

14．【答案】D

【知識點】原子核外電子排布；原子核外電子的運動狀態(tài)；原子核外電子的能級分布

【解析】【解答】該元素原子最外層電子排布式為3s23p1或3s23p5，該元素為Al或Cl，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸根離子分別為AlO2-、ClO4-。

【分析】根據(jù)最外層電子只有一個未成對，即可判斷是可能是鋁或著是Cl，即可寫出最高氧化物水合物的酸根離子

15．【答案】A

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.符合核外電子能級排布，故A符合題意

B，違背了3d能級半充滿時為穩(wěn)定狀態(tài)，故B不符合題意

C，違背了3d能級全充滿時為穩(wěn)定狀態(tài)，故C不符合題意

D，違背了能量最低原理，故D符合題意

【分析】根據(jù)核外電子能級排布規(guī)律，滿足能量最低原理和洪特規(guī)則，即可判斷正誤

16．【答案】A

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.關(guān)鍵在于熟記構(gòu)造原理，各能級能量的大小順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量；

B.對于6C來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應(yīng)該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，故2違背了洪特規(guī)則；

C.根據(jù)能級能量高低順序可知E(4s)<E(3d)，對于21Sc來說，最后3個電子應(yīng)先排滿4s能級，再排3d能級，正確寫法應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，故違背了能量最低原理；

D.對于22Ti來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違背了泡利原理，正確寫法應(yīng)為1s22s22p63s23p63d24s2。

【分析】(1)泡利不相容原理：同一個軌道里的兩個電子，一個正自旋，一個反自旋。

(2)能量最低原理：核外電子排布，盡先占據(jù)能量最低的軌道。能級交錯1s2，2s2，2p6，3s2，3p6，4s2，3d10，4p6...

(3)洪特規(guī)則：同一能級電子盡先分占不同的軌道，且自旋相同，軌道半滿，軌道全滿是比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

17．【答案】B

【知識點】原子核外電子排布

【解析】【解答】A.3p能級上有一個空軌道，說明3p能級上填充了2個電子，因為3p能級填充1個電子就會有2個空軌道，填充3