考点2-电子云与原子轨道-泡利原理、洪特规则、能量最低原理(原卷版).doc

考点2　电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理
【核心考点梳理】
考点一、构造原理与电子排布式
1．构造原理
(1)含义
以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。
(2)示意图

2．电子排布式
将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。
如氮原子的电子排布式为

考点二、电子云与原子轨道
1．概率密度
1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。
2．电子云
(1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。
(3)形状

3．原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

(3)各能级所含有原子轨道数目
能级符号
ns
np
nd
nf
轨道数目
1
3
5
7
【核心归纳】
原子轨道与能层序数的关系
(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如：

(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。
(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。
【必备知识基础练】
1．（2021·河北·张家口市第一中学高二期中）下列化学用语的表示正确的是
A．硝基苯的结构简式： B．甲基的电子式为
C．基态价电子排布式为 D．基态碳原子价电子轨道表示式为
2．2021·广东·东莞市光明中学高二阶段练习）北京奥运会主体育场“鸟巢”，被《泰晤士报》评为全球“最强悍”工程之一、建造“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢，23V原子的价电子排布式正确的是
A．3s23p1 B．3d34s2 C．3d64s2 D．4s2
3．（2021·北京昌平·高二期末）下列对基态碳原子价电子的轨道表示式书写正确的是
A． B．
C． D．
4．（2021·四川省内江市第六中学高二阶段练习）下列化学用语表述正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B．基态Se的价电子排布式：

C．基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D．电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
5．（2020·河北省玉田县第一中学高二期末）下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是
选项
电子排布式
结论
A
1s2 2s2 2p2p2p
违背洪特规则
B
1s2s2p63s2 3p63d3
书写正确
C
N的电子排布图:
违背泡利原理
D
1s22s2 2p6 3s2 3p63d54s1
书写正确
6．（2021·辽宁·辽河油田第一高级中学高二期中）下列说法不正确的是
A．基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有两种
B．碳原子的核外电子轨道表示式：

C．基态钾离子(K+)，电子占据的最高能级共有3个原子轨道，其形状是哑铃形
D．基态铜原子的电子占有5种能量不同的原子轨道
7.(1)氧元素基态原子核外未成对电子为　　　个,第三周期中有两个成单电子的元素符号　　　　(填一种即可),M能层上有2对成对电子的原子最外层共有　　　种不同运动状态的电子。 
(2)写出1~36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价层电子排布式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)某元素的原子序数为33,该元素原子的价层电子排布式为　　　　　,该元素原子核外有　　　个能层,　　　个能级,　　　个原子轨道,有　　　个单电子。 
【关键能力提升练】
8.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是(　　)
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外M能层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级尚未排有电子的两种原子
9.下列有关核外电子排布的式子不正确的是(　　)
A．基态24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
B．基态K原子的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．基态N原子的电子排布图：
D．基态Si原子的电子排布图：

10.下列关于价层电子排布式为3s23p4的粒子的描述正确的是(　　)
A.它的元素符号为O
B.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C.可以与H2化合生成常温下呈液态的化合物
D.其轨道表示式为:
11.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(　　)
A．最外层都只有一个电子的X、Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D．2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子
12.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是(　　)
A.电子排布式为1s2的X原子与电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子
C.2p能级中有一个空轨道的X原子与3p能级中有一个空轨道的Y原子
D.最外层都只有1个电子的X、Y原子
13.根据核外电子的排布特点推断元素。
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为　　　;其价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)B元素的正三价离子的3d能级为半充满,B的元素符号为　　　,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　,其原子的结构示意图为　　　　　　　　。 
(3)C元素基态原子的M能层全充满,N能层没有成对电子且只有一个未成对电子,C的元素符号为　　　,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)D元素的原子最外层电子排布式为nsnn,则n=　　　;原子中能量最高的是　　　电子,核外电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　。 
14.有X、Y、Z、Q、T五种元素，X原子的M层的p轨道上有2个未成对电子，Y原子的价层电子排布式为3d64s2，Z原子的L层的p能级上有一个空轨道，Q原子的L层的p轨道上只有1对成对电子，T原子的M层的p轨道处于半充满状态。试回答下列问题：
(1)X的元素符号为__________，Y的元素符号为__________。
(2)Z的核外电子排布式为__________，Q的核外电子轨道表示式为__________，T的核外电子轨道表示式为____________________。
(3)Y的单质在Q的单质中燃烧的化学方程式为_______________。
15.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中,原子序数X的M能层上有1个未成对的p电子
W
元素的正一价离子的电子层结构与氩原子相同
Q
元素的核电荷数为Y和Z之和
R
元素的正三价离子的3d能级为半充满
E
元素基态原子的M能层全充满,N能层没有成对电子,只有一个未成对电子

请根据信息回答有关问题:
(1)元素X的原子核外共有　　　种不同运动状态的电子,有　　　种不同能级的电子。元素Y的原子核外未成对电子数为　　　　　　;元素Z的价层电子排布式为　　　　　　　。 
(2)元素Q的基态原子电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　,R的元素符号为　　　　,E元素基态原子的价层电子排布式为　。 
(3)含有元素W的盐的焰色试验为　　　色,许多金属元素形成的盐都可以发生焰色试验,其原因是　  　。 
【学科素养拔高练】
16.有四种短周期元素,与其相关的结构、性质等信息如下表所述:
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期,其最高价氧化物对应水化物具有两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最高的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂

请根据表中信息回答下列问题:
(1)A元素基态原子的电子排布式为　。 
(2)B元素在元素周期表中的位置为　。 
(3)C基态原子的轨道表示式是　　　　　　　　,其原子核外有　　个未成对电子,能量最高的电子为　　　轨道上的电子,其原子轨道呈　　　　　形。 
(4)D原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,D-的结构示意图是　。 
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,B的最高价氧化物对应的水化物与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。