资源描述
第2课时 基态原子的核外电子排布 原子轨道
(建议用时：35分钟)
知识点
基础训练
能力提升
1.基态与激发态
1,5,6
15,16,17，18,19
2.电子云与原子轨道
2,8,10,11,12
3.泡利原理与洪特规则
3,4,7,9,13,14
[基础训练]
1．下列图像表述的现象与电子的跃迁无关的是( )
A．平面镜成像 B．霓虹灯广告
C．蜡烛燃烧 D．燃放焰火
A 解析 平面镜成像只是光的反射原理，与电子的跃迁无关，故选A项。
2．下列说法正确的是( )
A．不同的原子轨道形状一定不相同
B．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形
C．2p能级有3个p轨道
D．氢原子的电子运动轨迹呈球形
C 解析 不同能级的原子轨道形状可以相同，如1s、2s能级的原子轨道都是球形，只是半径不同，A项错误；现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动状态，B、D项错误。
3．下列有关表述正确的是( )
A．次氯酸的电子式为H
B．硫原子的价电子排布式为3s23p4
C．氮化硅的分子式为Si4N3
D．N原子的电子排布图为
答案 B
4．第三周期元素的基态原子中不可能出现d电子，主要依据是( )
A．能量守恒原理
B．泡利不相容原理
C．洪特规则
D．构造原理示意图中的顺序：3d轨道能量比4s轨道高
D 解析 核外电子排布遵循能量最低原理，第三周期排满3p后紧接排4s，然后再排3d，因此D项正确。
5．下列电子排布中，原子处于激发状态的是( )
A．1s22s22p5 B．1s22s22p43s2
C．1s22s22p63s23p63d54s1 D．1s22s22p63s23p63d34s2
B 解析 A、C、D项电子排布均符合能量最低原理，为基态；B项为激发态，基态电子排布式应为1s22s22p6。
6．若将基态P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了( )
A．泡利原理 B．能量守恒原理
C．构造原理 D．洪特规则
D 解析 基态P原子的电子排布式应写成1s22s22p63s23p3p3p，写成1s22s22p63s23p3p违背了洪特规则，故选D项。
7．在能量相同的d轨道中电子排布成，而不排布成，最直接的根据是( )
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．构造原理 D．洪特规则
D 解析 根据洪特规则定义可知D项正确。
8．某元素X，其原子的能层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法正确的是( )
A．X可能是金属元素
B．由X形成的含氧酸均为强酸
C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水
D 解析 由原子核外最外层电子数不超过8可知，2n－1≤8，则n≤4.5。当n＝1或2时，不符题意；n＝3时，能层数为3－1＝2，最外层电子数为2×3－1＝5，为N元素；n＝4时，能层数为4－1＝3，最外层电子数为2×4－1＝7，为Cl元素。A项，X为N或Cl，均为非金属元素，错误；B项，由X形成的含氧酸不一定是强酸，如HClO，错误；C项，元素X的最高价氧化物的水化物为硝酸或高氯酸，高氯酸钾的化学式为KXO4，错误；D项，元素X的气态氢化物为氨气或氯化氢，都极易溶于水，正确。
9．下列化学用语的书写正确的是( )
D 解析 A项，基态Mg原子的核外电子排布图要符合泡利原理，应为，错误；B项， H2O2是共价化合物，错误；C项， As原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p3，错误；D项，OH－的电子式：[ H]－，正确。
10．元素X和元素Y位于第二周期，其中X的原子最外层中具有最多的未成对电子，Y的原子只有两种形状的电子云，且两种形状的电子云的电子数相等，则由X、Y组成的微粒中，不可能存在的是( )
A．X2Y5 B．XY
C．XY D．XY
B 解析 根据题意可推出X是N元素；Y是O元素。N元素的最高价是＋5，可形成N2O5、NO、NO，不可能形成NO(＋6价)，故选B项。
11．下面有关“核外电子的运动状态”的说法错误的是 ( )
A．各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7
B．只有在能层、原子轨道、原子轨道伸展方向及电子的自旋都确定时，电子运动状态才能被确定下来
C．原子核外既不可能有两个电子的运动状态完全相同，也不可能有两个电子的能量完全相同
D．原子轨道伸展方向与能量大小是无关的
C 解析 原子核外不可能有运动状态相同的两个电子，但有能量相同的电子，如在同一种轨道的电子，C项错误。
12．下列说法中正确的是( )
A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道图可表示为
D．3d3表示3d能级有3个原子轨道
C 解析 电子云是用小黑点表示电子在原子核外空间出现的概率，不能表示电子的运动轨迹；小黑点不代表电子，疏密表示的是电子出现概率的大小，A、B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，D项错误。
13．以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。
违反泡利不相容原理的有____________，违反洪特规则的有________________。
答案 (1) (2)(4)(5)
14．某元素原子的核电荷数是能层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为________，其电子排布式为________________，请你根据洪特规则画出该元素基态原子的最外层电子排布图：__________________________________。
解析 设该元素的核电荷数＝质子数＝a，元素的能层数为x，最外层电子数为y，则有a＝3y，x＝＝，因原子核外的最外层电子数不超过8，即1≤y≤8，且y为整数，只有当y＝5、x＝3时才合理。由此推出该元素的核电荷数为15。
答案 1s22s22p63s23p3
[能力提升]
15．下列关于能层、能级和轨道之间的关系不正确的是( )
A．每个能层上所有的能级数与能层的序数相等
B．每个能层(K、L、M…)上所有的轨道数对应为1、3、5…
C．每个能级(s、p、d…)上所有的轨道数分别为1、3、5…
D．每个能层(n)上所有的轨道总数为n2
B 解析 每个能层所包含的轨道数等于该层各能级的轨道数之和，即是能层序数的平方(n2)，B项错误，C、D项正确。
16．下列各能级中轨道数最多的是( )
A．7s B．6p
C．5d D．4f
D 解析 7s、6p、5d、4f的原子轨道数分别为1、3、5、7，因此轨道数最多的为4f。
17．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是( )
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
B 解析 B项，np3处于半充满结构，较稳定，失去一个电子吸收能量多。
18．某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价高于b的化合价)。则：
(1)写出A原子的电子排布式：_________________________________；
a的最外层电子排布图是_____________________________。
(2)a的M层比N层多________个电子；b的L层比M层少________个电子；a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
解析 根据题意可得A原子的L层有8个电子，M层有14个电子，A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe元素。Fe能形成两种常见的阳离子Fe2＋和Fe3＋。根据题意，a为Fe3＋，b为Fe2＋，根据洪特规则的特例，a的3d轨道处于半充满状态，所以a比b稳定。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)13 6 大于
19．A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为__________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为____________________________________。
(5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；原子中能量最高的是________电子。
解析 (1)A元素基态原子的次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个能层，由题意可写出其电子排布图为。(2)B－、C＋的能层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即为26号元素铁。(4)根据题意，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu。
(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布按能量由低到高的顺序可知，氮原子核外电子中的2p能级能量最高。
答案 (1)C或O (2)Cl K (3)Fe (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (5)2 2p
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