高考化學一輪復習第6章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第27講原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律學案

第6章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第27講原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律1．認識原子結(jié)構(gòu)，知道元素、核素、同位素的含義。2．了解原子核外電子的運動狀態(tài)和排布原理，能結(jié)合能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則書寫1～36號元素基態(tài)原子的核外電子排布式和軌道表示式?？键c一原子結(jié)構(gòu)核素、同位素1．原子的構(gòu)成(1)構(gòu)成微粒及作用。原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子,核\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子(Z個)——決定\o(□,\s\up1(1))種類,中子,[（A－Z）個]\f(與質(zhì)子數(shù)共同,)決定,\o(□,\s\up1(2))種類)),核外電子（Z個）——最外層電子數(shù),決定元素的\o(□,\s\up1(3))性質(zhì)))(2)微粒間的數(shù)量關(guān)系。①陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)eq\o(□,\s\up1(6))________陽離子所帶的電荷數(shù)。②陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)eq\o(□,\s\up1(7))________陰離子所帶的電荷數(shù)。③原子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)。2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的關(guān)系。(2)同位素的特征。①化學性質(zhì)eq\o(□,\s\up1(13))______________，物理性質(zhì)eq\o(□,\s\up1(14))________。②天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分數(shù)一般不變。(3)氫元素的三種核素。eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。(4)常見的重要核素及其用途。核素eq\o\al(235,92)Ueq\o(□,\s\up1(15))________eq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料考古斷代eq\o(□,\s\up1(16))________示蹤原子[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))元素eq\o(□,\s\up1(2))核素eq\o(□,\s\up1(3))化學eq\o(□,\s\up1(4))中子eq\o(□,\s\up1(5))質(zhì)子eq\o(□,\s\up1(6))－eq\o(□,\s\up1(7))＋eq\o(□,\s\up1(8))質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))eq\o(□,\s\up1(9))質(zhì)子eq\o(□,\s\up1(10))中子eq\o(□,\s\up1(11))質(zhì)子數(shù)eq\o(□,\s\up1(12))中子數(shù)eq\o(□,\s\up1(13))基本相同eq\o(□,\s\up1(14))不同eq\o(□,\s\up1(15))eq\o\al(14,6)Ceq\o(□,\s\up1(16))制造氫彈[易錯秒判](1)所有的原子中都含有質(zhì)子和中子()(2)中子數(shù)為20的氯原子可表示為eq\o\al(20,17)Cl()(3)質(zhì)子數(shù)相同的原子不一定屬于同一種元素()(4)一種元素只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子()(5)14C可用于文物的年代鑒定，14C與12C互為同素異形體()(6)核聚變?nèi)鏴q\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()(7)同位素的不同核素的物理、化學性質(zhì)完全相同()(8)一種分子和一種離子的質(zhì)子數(shù)相等，那么二者所含的電子數(shù)也一定相等()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×1．質(zhì)量相等的Heq\o\al(18,2)O和Deq\o\al(16,2)O的中子數(shù)之比為________。答案：1∶12．某元素的一個原子形成的離子可表示為eq\o\al(b,a)Xn－。若X原子與1H原子構(gòu)成HnX分子，在mgHnX中所含原子的物質(zhì)的量為________，所含中子的物質(zhì)的量為_____________________________，所含質(zhì)子數(shù)為______，所含電子數(shù)為________________________________________________。解析：X原子的質(zhì)子數(shù)為a，質(zhì)量數(shù)為b，中子數(shù)為(b－a)，它與1H原子構(gòu)成HnX分子的質(zhì)量數(shù)為(n＋b)，中子數(shù)為(b－a)，質(zhì)子數(shù)為(n＋a)。mgHnX的物質(zhì)的量為eq\f(m,n＋b)mol，所含原子的物質(zhì)的量為eq\f(m,n＋b)(n＋1)mol，所含中子的物質(zhì)的量為eq\f(m,n＋b)(b－a)mol，所含質(zhì)子數(shù)為eq\f(m,n＋b)(n＋a)NA，所含電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等，為eq\f(m,n＋b)(n＋a)NA。答案：eq\f(m,n＋b)(n＋1)moleq\f(m,n＋b)(b－a)moleq\f(m,n＋b)(n＋a)NAeq\f(m,n＋b)(n＋a)NA3．現(xiàn)有下列9種微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C、eq\o\al(14,)7N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(56,26)Fe3＋、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,)8O3。按要求完成以下各題：(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分別是氫元素的一種______________，它們互稱為________。(2)互為同素異形體的微粒是________________________。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為________，核外電子數(shù)為________。(4)上述9種微粒中有________種核素，含有________種元素。解析：(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分別是氫元素的一種核素；eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的氫元素的不同原子，它們互稱為同位素。(2)eq\o\al(16,)8O2和eq\o\al(16,)8O3是同種元素組成的不同單質(zhì)，二者互為同素異形體。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為56－26＝30，核外電子數(shù)為26－2＝24。(4)題述9種微粒中有5種核素：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N，有5種元素：H、C、N、Fe、O。答案：(1)核素同位素(2)eq\o\al(16,)8O2、eq\o\al(16,)8O3(3)3024(4)55考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理1．核外電子運動狀態(tài)核外電子按能量不同分成能層，同一能層的電子，還被分成不同能級。量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。(1)原子核外能層、能級、原子軌道之間的關(guān)系。能層(n)一二三四能層符號KLMN能級符號eq\o(□,\s\up1(1))______eq\o(□,\s\up1(2))______eq\o(□,\s\up1(3))______eq\o(□,\s\up1(4))______eq\o(□,\s\up1(5))______eq\o(□,\s\up1(6))______eq\o(□,\s\up1(7))______eq\o(□,\s\up1(8))______eq\o(□,\s\up1(9))______eq\o(□,\s\up1(10))______各能級原子軌道數(shù)eq\o(□,\s\up1(11))______eq\o(□,\s\up1(12))______eq\o(□,\s\up1(13))______eq\o(□,\s\up1(14))______eq\o(□,\s\up1(15))______eq\o(□,\s\up1(16))______eq\o(□,\s\up1(17))______eq\o(□,\s\up1(18))______eq\o(□,\s\up1(19))______eq\o(□,\s\up1(20))______各能層原子軌道數(shù)eq\o(□,\s\up1(21))______eq\o(□,\s\up1(22))______eq\o(□,\s\up1(23))______eq\o(□,\s\up1(24))______最多容納電子數(shù)eq\o(□,\s\up1(25))______eq\o(□,\s\up1(26))______eq\o(□,\s\up1(27))______eq\o(□,\s\up1(28))______(2)原子軌道的形狀和能量。軌道形狀能量比較s軌道呈eq\o(□,\s\up1(29))____形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越eq\o(□,\s\up1(30))___________________形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s<4s……p軌道呈eq\o(□,\s\up1(31))________形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越eq\o(□,\s\up1(32))________同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，即npx＝npy＝npz2.基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子原子光譜(1)基態(tài)原子：處于eq\o(□,\s\up1(33))_____________________________的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子eq\o(□,\s\up1(34))________能量，它的電子會躍遷到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(2)原子光譜。不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會eq\o(□,\s\up1(35))______或eq\o(□,\s\up1(36))________不同的光，用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜便得到原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。3．基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布原則。能量最低原理在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低泡利(不相容)原理在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，且它們的自旋相反洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行[特別提醒]當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時原子的能量最低，如24Cr的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1，29Cu的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)填充順序——構(gòu)造原理。以光譜學事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構(gòu)造原理。(3)表示方法。表示方法舉例原子結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1簡化電子排布式Cu：[Ar]3d104s1價層電子排布式Fe：3d64s2軌道表示式(又稱電子排布圖)[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))1seq\o(□,\s\up1(2))2seq\o(□,\s\up1(3))2peq\o(□,\s\up1(4))3seq\o(□,\s\up1(5))3peq\o(□,\s\up1(6))3deq\o(□,\s\up1(7))4seq\o(□,\s\up1(8))4peq\o(□,\s\up1(9))4deq\o(□,\s\up1(10))4feq\o(□,\s\up1(11))1eq\o(□,\s\up1(12))1eq\o(□,\s\up1(13))3eq\o(□,\s\up1(14))1eq\o(□,\s\up1(15))3eq\o(□,\s\up1(16))5eq\o(□,\s\up1(17))1eq\o(□,\s\up1(18))3eq\o(□,\s\up1(19))5eq\o(□,\s\up1(20))7eq\o(□,\s\up1(21))1eq\o(□,\s\up1(22))4eq\o(□,\s\up1(23))9eq\o(□,\s\up1(24))16eq\o(□,\s\up1(25))2eq\o(□,\s\up1(26))8eq\o(□,\s\up1(27))18eq\o(□,\s\up1(28))32eq\o(□,\s\up1(29))球eq\o(□,\s\up1(30))大eq\o(□,\s\up1(31))啞鈴eq\o(□,\s\up1(32))大eq\o(□,\s\up1(33))最低能量狀態(tài)eq\o(□,\s\up1(34))吸收eq\o(□,\s\up1(35))吸收eq\o(□,\s\up1(36))釋放eq\o(□,\s\up1(37))吸收eq\o(□,\s\up1(38))發(fā)射[易錯秒判](1)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多()(2)p能級電子的能量一定比s能級電子的能量高()(3)硅原子核外電子的空間運動狀態(tài)有14種()(4)磷元素基態(tài)原子的軌道表示式為()(5)22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理()(6)表示的原子能量處于最低狀態(tài)()(7)激光、熒光都與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√1．按要求完成下列小題：(1)基態(tài)Si原子的價層電子軌道表示式為__________，價層電子的運動狀態(tài)有______種，若其電子排布式表示為[Ne]3s23peq\o\al(2,x)違背了________________。(2)基態(tài)Fe原子的核外電子中，運動狀態(tài)不同的電子有________種，空間運動狀態(tài)不同的電子有________種；Fe3＋的化學性質(zhì)比Fe2＋穩(wěn)定，其原因是_________________________________________________________________________________________。(3)基態(tài)Ti原子、Br－的簡化電子排布式分別為__________________、_____________________________________________________。答案：(1)4洪特規(guī)則(2)2615Fe3＋的3d軌道填充了5個電子，為半充滿狀態(tài)(3)[Ar]3d24s2[Ar]3d104s24p62．下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為______、______(填字母)。解析：根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，基態(tài)Li原子的核外電子排布式為1s22s1，故D中能量最低；C中有2個電子處于2p能級上，能量最高。答案：DC3．根據(jù)核外電子排布推斷元素。(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，A的元素符號為_________________________________________，其基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為__________________________________________________。(2)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的核外電子排布式為__________________________________________________。(3)元素D的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的核外電子排布式為_____________________________________________________。答案：(1)N(2)Cu1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2{或[Ar]3d64s2}1.(1)(2023·新高考北京卷)基態(tài)S原子的價層電子排布式為________。(2)(2023·高考全國乙卷)基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為________。(3)(2023·浙江6月選考)基態(tài)N原子的價層電子排布式為____________________。(4)(2023·新高考廣東卷)基態(tài)Fe2＋的3d電子軌道表示式為____________。(5)(2022·新高考海南卷)基態(tài)O原子的電子排布式為______________，其中未成對電子有________個。(6)(2022·新高考山東卷)基態(tài)Ni原子的價層電子排布式為________。(7)(2022·高考全國乙卷)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有________(填標號，下同)，其中能量較高的是________。a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2(8)(2022·新高考河北卷)基態(tài)S原子的價層電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為________。答案：(1)3s23p4(2)3d64s2(3)2s22p3(4)(5)1s22s22p42(6)3d84s2(7)add(8)1∶2(或2∶1)2．(2022·新高考北京卷)38Sr(鍶)的87Sr、86Sr穩(wěn)定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不變。土壤生物中87Sr/86Sr值與土壤中87Sr/86Sr值有效相關(guān)。測定土壤生物中87Sr/86Sr值可進行產(chǎn)地溯源。下列說法不正確的是()A．Sr位于元素周期表中第六周期第ⅡA族B．可用質(zhì)譜法區(qū)分87Sr和86SrC．87Sr和86Sr含有的中子數(shù)分別為49和48D．同一地域產(chǎn)出的同種土壤生物中87Sr/86Sr值相同解析：選A。A.Sr位于元素周期表中第五周期第ⅡA族，故A錯誤；B.質(zhì)譜法可以測定原子的相對原子質(zhì)量，87Sr和86Sr的相對原子質(zhì)量不同，可以用質(zhì)譜法區(qū)分，故B正確；C.87Sr的中子數(shù)為87－38＝49，86Sr的中子數(shù)為86－38＝48，故C正確；D.由題意可知，38Sr(鍶)的87Sr、86Sr穩(wěn)定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不變，故D正確。3．(2022·新高考山東卷)eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應如下：eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(13,8)O＋eq\o\al(a,b)X；eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(15,8)O＋eq\o\al(m,n)Y。下列說法正確的是()A．X的中子數(shù)為2B．X、Y互為同位素C．eq\o\al(13,8)O、eq\o\al(15,8)O可用作示蹤原子研究化學反應歷程D．自然界不存在eq\o\al(13,8)O2、eq\o\al(15,8)O2分子是因其化學鍵不穩(wěn)定解析：選B。A.由質(zhì)量守恒可知，X微粒為eq\o\al(6,2)He，根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和可知，該微粒的中子數(shù)為4，A錯誤；B.由質(zhì)量守恒可知，Y微粒為eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(6,2)He和eq\o\al(4,2)He是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素，故二者互為同位素，B正確；C.由題干信息可知，eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，故不適宜用作示蹤原子研究化學反應歷程，C錯誤；D.自然界中不存在eq\o\al(13,8)O2與eq\o\al(15,8)O2分子是因為eq\o\al(13,8)O與eq\o\al(15,8)O的半衰期很短，很容易發(fā)生核變化，轉(zhuǎn)化為其他原子，D錯誤。4．(2021·新高考河北卷)用中子轟擊eq\o\al(N,Z)X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的核反應為eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1價。下列說法正確的是()A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B．Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C．X和氫元素形成離子化合物D．6Y和7Y互為同素異形體解析：選A。根據(jù)元素Y在化合物中呈＋1價及eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He可知，X為B元素、Y為Li元素。H3BO3為弱酸，可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液，A正確；Li單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Li2O，B錯誤；B元素與H元素可形成多種共價化合物，如B2H6、B4H10等，C錯誤；同素異形體是由同一種元素組成的不同形態(tài)的單質(zhì)，故6Y和7Y不互為同素異形體，而互為同位素，D錯誤。課時跟蹤練[基礎(chǔ)鞏固]1．(2024·珠海實驗中學測試)我國“奮斗者”號載人潛水器下潛深度達10909米。其載人艙球殼材料Ti62A是一種新型鈦合金。下列說法錯誤的是()A．eq\o\al(46,22)Ti、eq\o\al(47,22)Ti、eq\o\al(48,22)Ti、eq\o\al(49,22)Ti、eq\o\al(50,22)Ti互為同位素B．eq\o\al(48,22)Ti的中子數(shù)為22C．該鈦合金的耐壓性能好D．eq\o\al(48,22)Ti的L層有8個電子解析：選B。A.質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互為同位素，eq\o\al(46,22)Ti、eq\o\al(47,22)Ti、eq\o\al(48,22)Ti、eq\o\al(49,22)Ti、eq\o\al(50,22)Ti均為Ti的原子，互為同位素，故A正確；B.eq\o\al(48,22)Ti的質(zhì)子數(shù)為22，中子數(shù)為48－22＝26，故B錯誤；C.根據(jù)題意可知，該鈦合金的耐壓性能好，故C正確；D.eq\o\al(48,22)Ti的L層為第二層，Ti原子有四個電子層，故第二層有8個電子，故D正確。2．(2024·湛江模擬)“钚-239”是氫彈的重要原料。下列說法正確的是()A．eq\o\al(239,94)Pu原子核中含有239個質(zhì)子B．238Pu、239Pu與241Pu屬于不同的核素C．238Pu與238U互為同位素D．eq\o\al(239,94)Pu與eq\o\al(241,94)Pu含有不同的電子數(shù)解析：選B。A.eq\o\al(239,94)Pu原子的質(zhì)量數(shù)為239，質(zhì)子數(shù)為94，故A錯誤；B.238Pu、239Pu與241Pu是中子數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的原子，屬于不同的核素，故B正確；C.238Pu與238U是不同元素的原子，不互為同位素，故C錯誤；D.eq\o\al(239,94)Pu與eq\o\al(241,94)Pu具有相同的質(zhì)子數(shù)，二者的核外電子數(shù)相同，故D錯誤。3．科學家利用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)進行多種核反應：eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,Z)X＋eq\o\al(1,1)H。已知eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H都具有放射性。下列說法錯誤的是()A．X元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族B．eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H互為同位素，化學性質(zhì)幾乎相同C．eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H都可作為示蹤原子D．核反應產(chǎn)生的能量可用于發(fā)電，屬于化學能轉(zhuǎn)化為電能解析：選D。A.由質(zhì)量守恒可推出，Z＝8，所以X是O元素，位于元素周期表中第二周期第ⅥA族，A正確；B.同位素的化學性質(zhì)幾乎相同，B正確；C.由于eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H都具有放射性，所以均可作為示蹤原子，C正確；D.核反應不屬于化學反應的范疇，利用核反應產(chǎn)生的能量發(fā)電是將核能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。4．已知某原子結(jié)構(gòu)示意圖為。下列有關(guān)說法不正確的是()A．結(jié)構(gòu)示意圖中x＝2B．該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2C．該原子的軌道表示式為D．該原子結(jié)構(gòu)中共有5個能級上填充有電子解析：選C。由原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，K層電子排滿時為2個電子，故x＝2，該元素為硅，故A正確；硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，故B正確；硅原子的軌道表示式為，故C錯誤；該原子結(jié)構(gòu)中共有1s、2s、2p、3s、3p這5個能級上填充有電子，故D正確。5．下列說法錯誤的是()A．電子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5違反了洪特規(guī)則B．違反了泡利不相容原理C．原子核外電子排布遵循“使整個原子處于能量最低的狀態(tài)”為總原則D．同一原子中，2p、3d、4f能級的軌道數(shù)依次增多答案：A6．量子力學原子結(jié)構(gòu)模型中的原子軌道是用來描述核外電子空間運動狀態(tài)的。下列關(guān)于原子軌道的敘述正確的是()A．原子軌道就是原子核外電子運動的軌道，這與宏觀物體運動軌道的含義相同B．第n電子層上共有2n2個原子軌道C．任意電子層上的p能級都有3個伸展方向相互垂直的原子軌道D．處于同一原子軌道上的電子，運動狀態(tài)完全相同解析：選C。原子軌道與宏觀物體的運動軌道不同，它是指電子出現(xiàn)的主要區(qū)域，而不是電子運動的實際軌跡，A項錯誤；第n電子層上共有n2個原子軌道，B項錯誤；原子核外每個電子的運動狀態(tài)都不同，D項錯誤。7．下列說法正確的是()A．金屬鈉的焰色是黃色，它的產(chǎn)生與電子的躍遷吸收能量有關(guān)B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C．氫原子核外只有一個電子，它產(chǎn)生的原子光譜中只有一根或明或暗的線D．光譜分析就是利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素解析：選D。光的產(chǎn)生與電子的躍遷釋放能量有關(guān)，A錯誤；能層和能級只是表明電子在該處出現(xiàn)的概率大小，與電子運動的位置無關(guān)，B錯誤；氫原子核外只有一個電子，但它的激發(fā)態(tài)存在多種情況，當電子躍遷到較低狀態(tài)時釋放能量，發(fā)出多種不同波長的光，故它產(chǎn)生的原子光譜中不會只有一根或明或暗的線，C錯誤；光譜分析就是利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，D正確。8．工業(yè)上通常利用反應2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑來獲得單質(zhì)鋁，該反應還需要添加Na3AlF6(冰晶石)以降低氧化鋁的熔點。下列表示相關(guān)微粒的化學用語錯誤的是()A．質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的氟原子：eq\o\al(18,9)FB．AlFeq\o\al(3－,6)的中心離子的結(jié)構(gòu)示意圖：C．基態(tài)鈉原子的價層電子排布式：3s1D．基態(tài)氟原子的軌道表示式：解析：選D。氟原子的質(zhì)子數(shù)為9，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的氟原子的質(zhì)量數(shù)為18，原子符號表示為eq\o\al(18,9)F，故A項正確；鋁離子的結(jié)構(gòu)示意圖為，故B項正確；基態(tài)鈉原子的電子排布式為1s22s22p63s1，價層電子排布式為3s1，故C項正確；基態(tài)氟原子的軌道表示式為，故D項錯誤。9．前四周期元素X、Y、Z、M、R的原子序數(shù)依次增大，X、Z位于第二周期，基態(tài)原子的未成對電子數(shù)都是2；基態(tài)M原子的核外電子占據(jù)10個原子軌道，且全充滿；R3＋的價層電子排布式為3d5?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Z原子的軌道表示式為________________________________________________________________________。(2)X形成的單質(zhì)中能導電的物質(zhì)名稱是________________________________________________________________________。(3)Y的基態(tài)原子中未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為________。(4)在X、Y、Z的簡單氫化物中，穩(wěn)定性最強的氫化物是__________(填化學式)。(5)MZ2常用于長途運輸海鮮產(chǎn)品，它與水反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(6)R的含氧酸鉀鹽的化學式為K2RO4，具有強氧化性。在它的溶液中滴加稀硫酸，溶液變黃色，并產(chǎn)生無色氣泡，寫出該反應的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________。答案：(1)(2)石墨(或石墨烯)(3)3∶4(4)H2O(5)2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑(6)4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O10．現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少3B元素形成的物質(zhì)種類繁多，其形成的一種固體單質(zhì)工業(yè)上常用作切割工具C元素基態(tài)原子p軌道有3個未成對電子續(xù)上表D原子核外所有p軌道全充滿或半充滿E是所在周期中未成對電子數(shù)最多的F能形成紅色(或磚紅色)的F2O和黑色的FO兩種氧化物根據(jù)上述信息，完成下列各題。(1)畫出基態(tài)A原子的核外電子軌道表示式：_________________________________________________________。(2)某同學畫的基態(tài)B原子的核外電子軌道表示式為，該軌道表示式違背了________________________________________。(3)基態(tài)D原子中能量最高的電子，其電子云在空間有________個伸展方向，呈________形。(4)寫出C原子的電子排布式：______________；寫出E原子的簡化電子排布式：_________________________________________。(5)寫出F元素原子的價層電子排布式：____________________________________________________________。解析：A、B、C、D為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少3，電子排布式為1s22s22p1，即A為硼元素；B元素形成的物質(zhì)種類繁多，其形成的一種固體單質(zhì)工業(yè)上常用作切割工具，即B為碳元素；C元素基態(tài)原子p軌道有3個未成對電子，價層電子排布式為ns2np3，由D原子核外所有p軌道全充滿或半充滿可知，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，即D為磷元素，結(jié)合原子序數(shù)可知，C元素原子的價層電子排布式為2s22p3，即C為氮元素；E是所在周期中未成對電子數(shù)最多的，又因為E為第四周期元素，第四周期元素中未成對電子數(shù)最多的原子應該是3d能級容納5個電子、4s能級容納1個電子，其價層電子排布式為3d54s1，即E為鉻元素；F能形成紅色(或磚紅色)的F2O和黑色的FO兩種氧化物，即F為銅元素。(1)A為硼元素，基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1，其核外電子軌道表示式為。(2)B為碳元素，基態(tài)碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2，由洪特規(guī)則可知，基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行，故該同學所畫的核外電子軌道表示式違反了洪特規(guī)則。(3)D為磷元素，基態(tài)磷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，3p能級上電子能量最高，3p電子云在空間有3個伸展方向，呈啞鈴形。(4)C為氮元素，氮原子的電子排布式為1s22s22p3；E為鉻元素，鉻原子的簡化電子排布式為[Ar]3d54s1。(5)F為銅元素，銅原子的簡化電子排布式為[Ar]3d104s1，其價層電子排布式為3d104s1。答案：(1)(2)洪特規(guī)則(3)3啞鈴(4)1s22s22p3[Ar]3d54s1(5)3d104s1[素養(yǎng)提升]11．核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級有關(guān)，還與核外電子的數(shù)目及核電荷數(shù)有關(guān)。氬原子與硫離子的核外電子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列說法正確的是()A．兩粒子的1s能級上電子的能量相同B．兩粒子的3p能級上的電子離核的距離相同C．兩粒子的電子發(fā)生躍遷時，產(chǎn)生的光譜不同D．兩粒子都達8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學性質(zhì)相同答案：C12．短周期元素R基態(tài)原子最外層的p能級上有2個未成對電子。下列關(guān)于基態(tài)R原子的描述正確的是()A．基態(tài)R原子核外電子的電子云輪廓圖有兩種：球形和啞鈴形B．基態(tài)R原子的價層電子排布式為ns2np2(n＝2或3)C．基態(tài)R原子的原子軌道總數(shù)為9D．基態(tài)R原子的軌道表示式為解析：選A。由“短周期元素R基態(tài)原子最外層的p能級上有2個未成對電子”可知，可能有兩種情況：p能級上只有2個電子，R為第ⅣA族元素，為C或Si；p能級上有4個電子，R為第ⅥA族元素，為O或S，故只有A正確。13．(2024·茂名高三質(zhì)檢)鉬元素為人體及動植物必需的微量元素，也在鋼鐵工業(yè)中有著重要的作用，鉬作為鋼的合金化元素，可以提高鋼的強度，特別是高溫強度和韌性。我國鉬元素的儲量豐富，在世界上占第二位。如圖所示是鉬元素的相關(guān)信息，下列有關(guān)鉬的說法錯誤的是()A．1個95Mo18Oeq\o\al(2－,4)(鉬酸根離子)中含有76個電子B．Mo元素是第五周期的主族元素C．92Mo、95Mo、98Mo互為同位素，化學性質(zhì)幾乎相同D．98Mo的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多14解析：選B。由題圖可知，Mo原子的核外電子數(shù)為42，O原子的核外電子數(shù)為8，故1個95Mo18Oeq\o\al(2－,4)(鉬酸根離子)中含有的電子數(shù)為42＋8×4＋2＝76，故A正確；Mo元素位于元素周期表中第五周期第ⅥB族，屬于副族元素，故B錯誤；92Mo、95Mo、98Mo的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，三者互為同位素，由于原子最外層電子數(shù)相同，因此化學性質(zhì)幾乎相同，故C正確；98Mo的質(zhì)子數(shù)為42，中子數(shù)為98－42＝56，原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多56－42＝14，故D正確。14．地表水和地下水都來源于大氣降水，但重水(D2O)和輕水(H2O)中同位素含量是不同的，有時差別還相當大，氧常見的核素