資源簡介 第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第2課時 構造原理與電子排布式 電子云與原子軌道基礎過關練題組一 構造原理1.下列說法錯誤的是( )A.原子核外電子填充3p、3d、4s 能級的順序為3p→4s→3dB.某基態原子部分核外電子的排布式為3d64s2C.所有基態原子的核外電子排布都遵循構造原理D.構造原理是以光譜學事實為基礎的2.下列說法正確的是( )A.原子核外電子先排滿K層再排L層、先排滿M層再排N層B.能級能量E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)C.1s22s12p1可以表示激發態原子的電子排布D.凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布題組二 電子排布式3.(教材習題改編)下列各原子或離子的電子排布式中,錯誤的是( )A.K:1s22s22p63s23p54s2 B.F-:1s22s22p6C.S:1s22s22p63s23p4 D.Ar:1s22s22p63s23p64.下列有關基態微粒的電子排布式正確的是( )A.Ti:[Ar]3d24s2 B.Ni2+:[Ar]3d64s2C.Cu:1s22s22p63s23p63d94s2 D.Br-:[Ar]4s24p65.(經典題)按要求填空:(1)根據構造原理寫出下列基態原子或離子的核外電子排布式。①A元素原子核外M層電子數是L層電子數的一半: 。 ②B元素原子的最外層電子數是次外層電子數的1.5倍: 。 ③基態Ni2+、Fe3+、S2-的電子排布式分別為 、 、 。 (2)某元素原子的最外層電子排布式是4s24p5,則其元素符號為 。 (3)基態Ti2+中,電子占據的最高能層符號為 ,該能層有 個能級。 (4)寫出基態砷原子的電子排布式: ,砷位于元素周期表的第 周期第 族。 題組三 電子云與原子軌道6.在基態多電子原子中,下列敘述不正確的是( )A.2s和3s軌道形狀均為球形B.3d、4d、5d能級的原子軌道數相等C.基態鈉原子最外層電子占據的原子軌道的形狀為D.35Cl與37Cl的電子排布式都為1s22s22p63s23p57.對于氯原子的核外電子,下列說法正確的是( )A.2s軌道上的電子運動軌跡呈球形B.電子云圖中的一個小點表示一個自由運動的電子C.第二能層有兩個不同的軌道D.2s能級和2p能級所具有的原子軌道數目之比為1∶38.下列說法正確的是( )A.3p能級有一個空軌道的基態原子和4p能級有兩個未成對電子的基態原子一定屬于同一族B.基態原子核外電子全部在s能級上的元素有4種C.p軌道呈啞鈴形,因此p軌道上電子的運動軌跡呈啞鈴形D.最高正化合價與最低負化合價代數和為4的短周期元素原子的電子占據的最高能級為2p能力提升練題組一 核外電子排布的應用1.若某元素原子處于能量最低狀態時,價層電子排布式為4d15s2,則下列說法正確的是( )A.該元素原子處于能量最低狀態時,原子中共有3個未成對電子B.該元素原子核外共有5個能層C.該元素原子的M層共有8個電子D.該元素原子最外層有3個電子2.X、Y、Z三種元素基態原子的價層電子排布式分別為4s2、3s23p2和2s22p4,由這三種元素組成的化合物的化學式是( )A.XYZ2 B.X2YZ3 C.X2Y2Z D.XYZ33.(經典題)下列各組原子中,彼此化學性質一定相似的是( )A.最外層都只有一個電子的X、Y原子B.原子核外L層上有8個電子的X原子與M層上有8個電子的Y原子C.2p軌道上有3個未成對電子的X原子與3p軌道上有3個未成對電子的Y原子D.原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子4.我國科研工作者研究的金屬—氮—碳優異電催化CO2還原催化劑取得新進展。回答下列問題:(1)14C可用于考古,該基態原子價層電子排布式為 。 (2)鈷原子的核外電子排布式為 ;Fe3+的電子排布式為 。 (3)基態氮原子中,電子占據的最高能層符號為 ,該能層具有的原子軌道數為 ,電子數為 。 (4)基態鋁原子核外共有 種不同能級的電子,有 種不同運動狀態的電子。 題組二 對原子軌道的理解與應用5.蔗糖素結構如圖所示,其甜度約為蔗糖的600倍,熱量值極低,可供糖尿病患者食用。下列說法正確的是( )A.氯元素的2p和3p軌道形狀均為球形B.氧元素的1s、2s能級的軌道數相同C.基態碳原子的L層沒有成對電子D.基態氯原子的價層電子排布式為3s23p66.有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素,它們的原子序數依次增大,其中A元素原子核外電子僅占據一個原子軌道,也是宇宙中最豐富的元素;B元素原子核外所有的p電子數比所有的s電子數少1;C元素原子的最外層電子排布式為asaap2a;D為金屬元素且M層上有一個未成對的p電子;E元素的原子核外最外層p軌道半充滿;F元素原子的價層電子排布式為3s23p5。(1)寫出A、C、F的元素符號:A 、C 、F 。 (2)寫出基態D原子的電子排布式: 。 (3)E元素原子有 個不同能級的電子,共有 種不同空間運動狀態的電子。 答案與分層梯度式解析第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第2課時 構造原理與電子排布式電子云與原子軌道基礎過關練1.C 絕大多數基態原子的核外電子排布遵循構造原理,但也有少數例外,C項錯誤。2.C M能層中3d能級的能量高于N能層中4s能級能量,填充完N能層的4s能級后才能填充M能層的3d能級,A錯誤;能級能量:E(3d)>E(4s),E(4f)>E(5s),B錯誤;1s22s12p1可以是激發態原子的電子排布,C正確;單原子形成的離子不一定具有稀有氣體原子的核外電子排布,如H+核外電子數為0,D錯誤。3.A 基態K原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1,故A錯誤;基態F-核外電子排布式為1s22s22p6,故B正確;基態S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,故C正確;基態Ar原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,故D正確。4.A 微粒 原子序數、電子排布式Ti 22:[Ar]3d24s2Ni2+ 28:[Ar]3d8Cu 29:1s22s22p63s23p63d104s1Br- 35:[Ar]3d104s24p65.答案 (1)①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p1③1s22s22p63s23p63d8 1s22s22p63s23p63d51s22s22p63s23p6(2)Br(3)M 3(4)[Ar]3d104s24p3 四 ⅤA解析 (1)①L層有8個電子,則M層有4個電子,故A為Si。②當次外層為K層時,最外層電子數為3,則B為硼元素;當次外層為L層時,最外層電子數為1.5×8=12,不可能。③基態Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,故基態Ni2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d8;基態Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,故基態Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;基態S原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4,故基態S2-的電子排布式為1s22s22p63s23p6。(2)根據最外層電子排布式可知該元素有4個電子層,最外層有7個電子,位于元素周期表的第四周期第ⅦA族,為Br元素。(3)Ti的原子序數為22,基態Ti原子的電子排布式為[Ar]3d24s2,故基態Ti2+的電子排布式為[Ar]3d2,電子占據的最高能層符號為M,該能層有3s、3p、3d3個能級。(4)砷的原子序數為33,基態As原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p3,位于元素周期表的第四周期第ⅤA族。6.C 2s和3s軌道形狀均為球形,A正確;d能級都有5個原子軌道,B正確;基態Na原子最外層電子為3s電子,占據的原子軌道為球形,C錯誤;35Cl與37Cl的電子數相同,電子排布式都為1s22s22p63s23p5,D正確。7.D 現在的技術無法測定電子在原子核外的運動軌跡,A錯誤;電子云圖中的小點不表示電子本身,B錯誤;第二能層有2s、2px、2py、2pz四個原子軌道,C錯誤;2s能級具有的原子軌道數為1,2p能級具有的原子軌道數為3,二者之比為1∶3,D正確。8.B 3p能級有一個空軌道的基態原子是硅,在第ⅣA族,4p能級有兩個未成對電子的基態原子是鍺或硒,硒在第ⅥA族,故A錯誤;基態原子核外電子全部在s能級上的元素有4種,分別是H、He、Li、Be,故B正確;現在的技術無法測定電子在原子核外的運動軌跡,故C錯誤;最高正化合價與最低負化合價代數和為4的短周期元素為硫,硫原子核外電子所在的最高能級為3p,故D錯誤。能力提升練1.B 2.D 基態原子的價層電子排布式為4s2、3s23p2和2s22p4,對應元素分別為Ca、Si、O,三種元素組成的化合物為CaSiO3。3.C 最外層只有一個電子的可能是H原子、堿金屬元素原子或ⅥB、ⅠB族元素原子,化學性質不一定相似,故A錯誤;原子核外L層上有8個電子的X原子,沒有指明M層有沒有電子,M層上有8個電子的Y原子,沒有指明N層有沒有電子,無法判斷它們的化學性質是否相似,故B錯誤;2p軌道上有3個未成對電子的X原子為N原子,3p軌道上有3個未成對電子的Y原子為P原子,N和P位于同一主族,最外層電子數相同,化學性質相似,故C正確;原子核外電子排布式為1s2的X原子為He原子,原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子為Be,二者化學性質不同,故D錯誤。4.答案 (1)2s22p2(2)[Ar]3d74s2 [Ar]3d5(3)L 4 5(4)5 13解析 (1)C為6號元素,其基態原子價層電子排布式為2s22p2。(2)Co為27號元素,鈷原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2;鐵原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,失去3個電子得到的Fe3+的電子排布式為[Ar]3d5。(3)基態氮原子核外電子占據的最高能層為第二能層,符號為L;該能層有1個s軌道和3個p軌道,軌道總數為4;該能層電子數為5。(4)基態鋁原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,共有5種不同能級的電子;核外每個電子的運動狀態均不相同,則Al有13種不同運動狀態的電子。5.B 氯元素的2p和3p軌道形狀均為啞鈴形,A錯誤;氧元素的1s、2s能級的軌道數相同,均為1,B正確;基態碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2,L層有1對成對電子,C錯誤;基態氯原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,價層電子排布式為3s23p5,D錯誤。6.答案 (1)H O Cl(2)1s22s22p63s23p1(3)5 9解析 (1)A是宇宙中最豐富的元素,原子中電子只占據一個原子軌道,是H元素;B元素原子的核外電子排布式為1s22s22p3,為氮元素;C的最外層電子排布式為2s22p4,為氧元素;D元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,為鋁元素;E元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3,為磷元素;F為氯元素。(2)基態鋁原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1。(3)磷原子1s、2s、2p、3s、3p共5個能級有電子;有1+1+3+1+3=9種不同空間運動狀態的電子。方法規律 (1)原子核外不同運動狀態的電子數=核外電子數;(2)原子核外不同空間運動狀態的電子數=電子所在的軌道數。10第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第3課時 泡利原理 洪特規則 能量最低原理基礎過關練題組一 泡利原理、軌道表示式1.某原子的軌道表示式為,下列有關該原子的說法錯誤的是( )A.核外有2個排有電子的能層B.最外層有3個電子C.核外有3種能量不同的電子D.核外有2對自旋相反的電子2.《天工開物》中記載火藥涉及的主要反應為S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。下列說法正確的是( )A.基態碳原子可能存在運動狀態完全相同的電子B.基態N原子2p能級電子軌道表示式:C.處于基態的氧原子軌道表示式寫成違背了泡利原理D.鉀原子價層電子排布式:3p64s13.(易錯題)以下關于鐵元素的相關說法正確的是( )A.Fe3+的電子有23種不同空間運動狀態B.Fe的價層電子軌道表示式為C.Fe的26個電子在原子軌道中做圓周運動D.鐵與鹽酸反應時失去的都是3d電子題組二 洪特規則、能量最低原理4.下列說法正確的是( )A.基態6C的電子排布式為1s22s22,違背了泡利原理B.22Ti軌道表示式:C.電子排布式21Sc:1s22s22p63s23p63d24s1違背了能量最低原理D.基態23V的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,違反了洪特規則5.下列關于原子結構的說法正確的是( )A.基態砷(As)原子的價層電子排布式為3d104s24p3B.1s22s22p2的價層電子的軌道表示式為C.基態Cu原子的價層電子軌道表示式為D.某基態原子3d能級電子軌道表示式為,違反了洪特規則6.下列有關電子排布式或電子排布圖的結論錯誤的是( )選項 電子排布式或電子排布圖 結論A 1s22s22 違背洪特規則B 1s22s22p63s23p63d3 書寫正確C 違背泡利原理D 1s22s22p63s23p63d54s1 書寫正確7.下列基態原子或離子的電子排布表示方法中,正確的是 ,違反能量最低原理的是 ,違反洪特規則的是 ,違反泡利原理的是 。 ①Ca2+:1s22s22p63s23p6②F-:1s22s23p6③P:④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2+:1s22s22p6⑦C:能力提升練題組一 對原子核外電子排布規律的理解及應用1.將含有未成對電子的物質置于外磁場中,會使磁場強度增大,這樣的物質稱為順磁性物質。下列物質中,不屬于順磁性物質的是( )A.Fe(OH)3 B.MgCl2 C.CuSO4 D.FeCl22.(經典題)下列各項敘述錯誤的是( )A.某同學給出基態O原子的2p能級的軌道表示式,違反了泡利原理B.若23號V元素的基態原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,則違反了能量最低原理C.鈹原子的核外電子排布圖為,符合能量最低原理和泡利原理D.某基態原子的電子排布式為1s22s22,符合能量最低原理和洪特規則3.六六六等有機氯殺蟲劑有較高的殺蟲活性,對人體的急性毒性較低。下列說法錯誤的是( )A.對于同一原子,2s電子的電子云半徑比1s的大B.基態Cl原子核外電子占據的最高能級為3pC.氯原子的原子軌道能量高低:3px<3pyD.基態氯原子中,未成對電子數與成對電子數之比為1∶16題組二 原子核外電子排布表示形式的考查4.下列Li原子軌道表示式表示的狀態中,最不穩定的是( )5.X、Y、Z、W、Q是原子序數依次增大的短周期主族元素。基態X、Z、Q原子均有兩個單電子,W簡單離子在同周期離子中半徑最小,Q與Z同主族。下列說法正確的是( )A.X的最外層電子軌道表示式為B.Y、Z的一種同位素具有相同的中子數,軌道表示式都為C.基態Y3-的電子排布式:1s22s22p3D.元素W、Q的p電子總數均大于s電子總數6.已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42,X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X與Y可形成化合物X2Y3,Z元素可形成負一價離子。下列說法正確的是( )A.X元素基態原子的電子排布式為[Ar]4s24p3B.X元素是第四周期第ⅤA族元素C.Y元素原子的電子排布圖為D.Z元素的單質在氧氣中不能燃燒7.A、B、C、D均為元素周期表中36號之前的元素。請回答下列問題:(1)A元素基態原子的最外層有2個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為 。 (2)第3周期元素的基態原子與基態Cu原子未成對電子數相同的元素是 。 (3)基態S原子的原子核外有 種空間運動狀態不同的電子,其能量最高的電子的電子云輪廓圖為 形。 (4)C元素基態的正三價離子的3d軌道為半充滿結構,則該正三價離子的最高能層上有 種能量不同的電子。 (5)D元素基態原子的M層全充滿,N層有電子但沒有成對電子,則該基態原子的價層電子排布式為 。 答案與分層梯度式解析第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第3課時 泡利原理 洪特規則 能量最低原理基礎過關練1.B 該原子為氮原子,其核外有2個能層,最外層電子數為5,氮原子核外有3種能量不同的電子,1s、2s軌道上均有一對自旋相反的電子,A、C、D正確,B錯誤。2.B 一個基態多電子的原子中,不可能有兩個運動狀態完全相同的電子,A錯誤;N是7號元素,基態N原子2p能級電子軌道表示式為,B正確; 沒有違背泡利原理,C錯誤;鉀為19號元素,鉀原子價層電子排布式為4s1,D錯誤。3.B Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,電子占有軌道數為14,有14種不同空間運動狀態的電子,A錯誤;Fe的價層電子排布式是3d64s2,軌道表示式為,B正確;Fe的26個電子在原子軌道中不是做圓周運動,C錯誤;鐵與鹽酸反應時失去4s電子,D錯誤。易錯提醒 過渡金屬原子失去電子轉化為簡單陽離子時,一般先失去ns軌道電子,再失去(n-1)d軌道電子,如Fe2+的價層電子排布式為3d6,而非3d44s2。4.C 6C原子最后2個電子應以自旋狀態相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上,1s22s22違背了洪特規則,A錯誤;22Ti的軌道表示式為,B錯誤;21Sc原子的最后3個電子應先排滿4s軌道,再排3d軌道,為1s22s22p63s23p63d14s2,1s22s22p63s23p63d24s1違背了能量最低原理,C正確;基態23V的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,符合核外電子排布規律,D錯誤。5.D 基態砷(As)原子的價層電子排布式為4s24p3,A錯誤;1s22s22p2的價層電子的軌道表示式為,B錯誤;基態銅原子的價層電子軌道表示式為,C錯誤;基態原子3d能級電子軌道表示式為,違反了洪特規則,D正確。6.B 基態原子中,填入簡并軌道的電子總是優先單獨分占,且自旋平行,所以2p能級上電子排布式違背了洪特規則,該粒子正確的電子排布式可能為1s22s22,A不符合題意;應先填充4s能級,再填充3d能級,違背了能量最低原理,正確的電子排布式應為1s22s22p63s23p63d14s2,B符合題意;當電子排布在同一軌道時,每個軌道最多容納2個電子,且自旋相反,該電子排布圖違背了泡利原理,C不符合題意;原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時,電子盡可能分占不同的原子軌道且自旋平行,全空、全滿或半滿時能量最低,則電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1書寫正確,D不符合題意。7.答案 ①⑤⑥ ②④ ③ ⑦解析 ②中電子填充滿2s能級后應填入2p能級,而不是3p能級,基態F-的電子排布式應為1s22s22p6;③違反洪特規則——基態原子的電子在同一能級的不同軌道上排布時,總是優先單獨占據一個軌道并且自旋平行;④能量相同的原子軌道在全滿、全空或半充滿狀態時體系的能量較低,原子較穩定,Cr原子的電子排布式應為1s22s22p63s23p63d54s1;⑦違反泡利原理,正確的電子排布圖應為 。能力提升練1.B Fe3+、Cu2+、Fe2+的價層電子排布式分別為3d5、3d9、3d6,都含有未成對電子,則Fe(OH)3、CuSO4、FeCl2均為順磁性物質,A、C、D不符合題意;Mg2+、Cl-中不含未成對電子,MgCl2不屬于順磁性物質,B符合題意。2.A 違反了洪特規則,A錯誤;23號V元素的基態原子電子排布式應為1s22s22p63s23p63d34s2,1s22s22p63s23p63d5違反了能量最低原理,B正確;鈹原子的核外電子數為4,電子排布圖為,符合能量最低原理和泡利原理,C正確;某基態原子的電子排布式為1s22s22,符合能量最低原理和洪特規則,D正確。歸納總結 書寫價層電子軌道表示式時,常出現的錯誤及正確書寫(方框上方省略了能級符號):3.C 同一原子中,2s電子的電子云半徑比1s電子的大,A正確;基態氯原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,電子占據的最高能級為3p,未成對電子數為1,成對電子數為16,二者個數之比為1∶16,B、D正確;氯原子的原子軌道能量:3px=3py,C錯誤。4.C D項為基態Li原子軌道表示式,能量最低,A、B、C均為激發態Li原子的軌道表示式,C項表示的Li原子能量最高,最不穩定。5.D X、Y、Z、W、Q是原子序數依次增大的短周期主族元素。碳原子最外層電子軌道表示式為,A錯誤;N、O的同位素具有相同的中子數,但質子數不同,軌道表示式不同,B錯誤;基態N3-的電子排布式為1s22s22p6,C錯誤;Al、S原子電子排布式分別為1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p4,p電子總數均大于s電子總數,D正確。6.B X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,X元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,處于第四周期第ⅤA族,故X為As元素;Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子,Y的2p軌道上有2或4個電子,所以Y為碳元素或氧元素,X跟Y可形成化合物X2Y3,故Y為氧元素;X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42,則Z的原子序數為42-8-33=1,則Z為氫元素,氫原子可以形成負一價離子。X為As,As元素基態原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p3,故A錯誤;As元素是第四周期第ⅤA族元素,故B正確;Y為O元素,基態O原子的電子排布圖為,故C錯誤;H2能在O2中燃燒,故D錯誤。7.答案 (1)C或O (2)Na、Al、Cl (3)9 啞鈴 (4)3 (5)3d104s1解析 (1)A元素基態原子次外層有2個電子,最外層有2個未成對電子,核外電子排布式可能為1s22s22p2或1s22s22p4,其元素符號可能是C或O。(2)基態Cu原子未成對電子數是1,第3周期元素基態原子未成對電子數是1的有Na、Al、Cl。(3)基態S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,共有1+1+3+1+3=9種空間運動狀態不同的電子;其能量最高的電子占據3p軌道,其電子云輪廓圖為啞鈴形。(4)C元素基態的正三價離子的3d軌道為半充滿結構,則其正三價離子的價層電子排布式為3d5,最高能層上的電子排布式為3s23p63d5,不同能級上電子能量不同,共3種能量不同的電子。(5)D元素基態原子的M層全充滿,N層有電子但沒有成對電子,該基態原子的價層電子排布式為3d104s1。11第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第1課時 能層與能級 基態與激發態 原子光譜基礎過關練題組一 能層與能級1.(教材習題改編)下列各能層中包含f能級的是( )A.N B.M C.L D.K2.下列能級符號不正確的是( )A.2d B.3p C.3d D.4s3.(易錯題)下列說法中,正確的是( )A.p能級能量一定比s能級的能量高B.2p、3p、4p能級最多容納的電子數依次增多C.同一原子中,1s、2s、3s電子的能量逐漸增大D.基態Ca原子第四能層最多容納2個電子4.下列有關能層和能級的敘述中正確的是( )A.M能層有3s、3p共2個能級B.3d能級最多容納10個電子,3f能級最多容納14個電子C.無論哪一能層的s能級最多容納的電子數均為2D.任何能層都有s、p能級,但不一定有d能級5.下列基態粒子中,各能層電子數均達到2n2的是 ( )A.Ne、Ar B.F-、Mg2+C.Al、O2- D.Cl-、Ar6.硼原子受α粒子(He-4原子核)轟擊可得碳原子和氕HeH,其中硼原子、碳原子核外L能層中運動的電子數目之比為( )A.1∶1 B.2∶5 C.3∶4 D.5∶6題組二 基態與激發態 原子光譜7.電子躍遷伴隨著能量的釋放或吸收。下列與電子躍遷無關的是( )A.成都大運會燃放的焰火B.銅絲可以導電C.裝飾建筑夜景的LED燈光D.從太陽光譜中發現氦8.下列有關光譜的說法中不正確的是( )A.基態碳原子比激發態碳原子穩定B.五彩霓虹燈是形成的發射光譜C.原子光譜可用于鑒定和發現元素D.原子中的電子在從激發態向基態躍遷時才能產生原子光譜9.回答下列問題:(1)Ag的焰色與鐵相似,接近無色,下列有關焰色試驗原理的分析正確的是 (填字母)。 A.電子從基態躍遷到能量較高的激發態B.電子從能量較高的激發態躍遷回基態C.焰色試驗的光譜屬于吸收光譜D.焰色試驗的光譜屬于發射光譜(2)光照使催化劑的電子被激發。該過程形成的原子光譜為 (填“吸收”或“發射”)光譜。 (3)NaBH4中硼原子在成鍵時,能將一個2s電子激發進入2p能級參與形成化學鍵,該過程形成的原子光譜為 (填“吸收”或“發射”)光譜。 能力提升練題組一 能層、能級及核外電子排布1.下列說法錯誤的是( )A.4d能級最多容納8個e-B.基態Mg原子核外電子占有3個能層、4種能級C.K、L、M能層中均包含s能級D.3s能級的能量比2p能級的能量高2.下列說法錯誤的是( )A.是鉀原子激發態的核外電子排布B.氫原子只有一個電子,但其有多條譜線C.鈉原子的核外有11個電子D.電子由低能級躍遷至較高能級時發生化學變化3.下列說法正確的是( )A.各能層含有的能級數為n-1B.各能層含有的電子數為2n2C.P能層有6個能級D.Ar與S2-的核外電子排布相同,則兩粒子3p能級上的電子離核的距離相同4.多電子原子中,電子從K能層能級上躍遷到L能層能級上,產生光譜線的條數是( )A.1 B.2 C.3 D.4題組二 原子結構在元素推斷中的應用5.(經典題)A原子的結構示意圖為,則X、Y不可能的組合是 ( )A.18、8 B.20、8 C.25、13 D.30、186.某化合物(結構如圖所示)由X、Y、Z、Q、W五種短周期元素組成,X、Q、Y為同周期且相鄰的元素;Y的某種單質可用于飲用水的殺菌消毒;Z與W位于另外兩個周期。下列說法正確的是( )A.W的單質不溶于XW2B.X、Q、Y的原子半徑依次增大C.Y、Z、Q三種元素能形成離子化合物D.WY2易溶于水,且與水化合生成一種強酸7.(1)已知短周期元素A、B,A元素原子的最外層電子數為a,次外層電子數為b;B元素原子的M層電子數為a-b,L層電子數為a+b,則A為 (填元素符號,下同),B為 。 (2)已知X元素原子的L層比Y元素原子的L層少3個電子,Y元素原子的核外電子總數比X元素原子多5,則X、Y分別為 、 。 8.有兩種氣態單質Am和Bn,已知2.4gAm和2.1gBn所含的原子個數相等,而分子數之比為2∶3。A和B的原子核內質子數都等于中子數,A原子L層電子數是K層的3倍。(1)A、B的元素符號分別為 。 (2)Am中的m值為 。 (3)B的能層數為 。 (4)A、B形成的一種化合物與水反應能生成另一種由A、B形成的氣態化合物。寫出該反應的化學方程式: 。 答案與分層梯度式解析第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第1課時 能層與能級 基態與激發態 原子光譜基礎過關練1.A 從第四能層開始出現f能級。2.A L能層只有2s、2p能級,A錯誤。3.C 2p能級的能量小于3s能級,A錯誤;p能級最多容納的電子數都為6,B錯誤;同一原子中,1s、2s、3s電子的能量逐漸增大,C正確;第四能層最多容納2×42=32個電子,D錯誤。易錯分析 本題容易根據基態Ca原子第四能層填充了2個電子而錯選D項,實際上第四能層最多容納32個電子。4.C M能層有3s、3p、3d三個能級,A錯誤;沒有3f能級,從第四能層開始有f能級,f能級最多容納14個電子,B錯誤;s能級最多容納2個電子,C正確;K能層只有s能級,不含p能級,D錯誤。5.B Ar、Al、Cl-的M層上電子數都小于18,均不符合題意,故選B。6.CC的原子核外電子數分別為5和6,L能層中運動的電子數目分別為3、4,則數目之比為3∶4,C正確。7.B 燃放的焰火、LED燈發光、從太陽光譜中發現氦都與電子躍遷有關;銅絲可以導電是因為自由電子的定向移動,與電子躍遷無關,B符合題意。8.D 9.答案 (1)BD (2)吸收 (3)吸收解析 (1)焰色試驗是電子從能量較高的激發態躍遷回基態,釋放能量形成發射光譜。(2)光照使催化劑的電子被激發,該過程吸收能量,形成吸收光譜。(3)B原子一個2s電子激發進入2p能級,表示由基態原子變為激發態原子,該過程需要吸收能量,形成的是吸收光譜。能力提升練1.A 4d能級最多容納10個e-,A錯誤;Mg原子的核外電子排布為,B、C、D正確。方法規律 判斷微粒能層、能級上的電子時,可以借助原子結構示意圖分析。2.D ,A正確;氫原子核外只有一個電子,它的激發態有多種,當電子躍遷回較低能級時釋放能量,有多條不同的譜線,B正確;Na原子核外有11個電子,C正確;原子中的電子吸收一定的能量后,由低能級躍遷至較高能級時為物理變化,D錯誤。3.C 各能層含有的能級數與能層序數相同,A錯誤;各能層最多容納的電子數為2n2,B錯誤;第六能層的符號是P,有6個能級,C正確;Ar與S2-的核電荷數不同,粒子半徑不同,原子核對外層電子的吸引力不同,則3p能級上的電子離核的距離不同,D錯誤。4.B 5.A 代入各項中數據驗證,可知A符合題意。6.C 硫單質易溶于CS2,A錯誤;同周期主族元素從左到右原子半徑減小,則原子半徑:X(C)>Q(N)>Y(O),B錯誤;O、H、N三種元素能形成離子化合物,如NH4NO3,C正確;WY2是SO2,易溶于水,與水化合生成的H2SO3是一種弱酸,D錯誤。7.答案 (1)O Si (2)N Mg解析 (1)短周期元素的原子最多有三個電子層(K、L、M),則A元素原子的次外層可能為K層或L層,b可能是2或8,又因為B元素原子的M層電子數為a-b,L層電子數為a+b,而L層最多容納8個電子且a-b>0,所以b等于2,由a+b=8,得a=6。故A元素原子的核外電子排布情況為K層有2個電子,L層有6個電子,則A為O;B元素原子的核外電子排布情況為K層有2個電子,L層有8個電子,M層有4個電子,則B為Si。(2)根據題意,Y元素原子的核外電子總數比X元素原子多5,而Y元素原子的L層電子比X元素原子的L層電子多3個,故Y元素原子的最外層是M層。L層為次外層時只能排8個電子,則X元素原子的L層有5個電子,其原子核外電子數為2+5=7,故X為N;Y元素原子核外電子數為7+5=12,故Y為Mg。8.答案 (1)O、N (2)3 (3)2 (4)3NO2+H2O2HNO3+NO解析 由A原子L層電子數是K層的3倍,可知A為O。設B的相對原子質量為y,則,y=14,故B為N。根據題意,可知=2∶3,則m∶n=3∶2,故Am為O3,Bn為N2。10(共35張PPT)1.能層 核外電子按能量不同分成能層,電子的能層由內向外分別用符號K、L、M、N、O、P、Q表示,能層越高,電子的能量越高。2.能級 同一能層的電子,還被分成不同能級。分別用相應能層的序數和字母s、p、d、f等表示。3.不同能層、能級所能容納的最多電子數(詳見定點1)第一章 原子結構與性質必備知識 清單破知識點 1 能層與能級第一節 原子結構1.基態原子與激發態原子(1)基態原子:處于最低能量狀態的原子叫做基態原子。(2)激發態原子:基態原子吸收能量,它的電子會躍遷到較高能級,變為激發態原子。2.光譜與光譜分析(1)原子光譜①含義:不同元素原子的電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發射光譜,總稱原子光譜。②成因與分類知識點 2 基態與激發態 原子光譜(2)光譜分析 在現代化學中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析。1.構造原理:以光譜學事實為基礎,從氫開始,隨核電荷數遞增,新增電子填入能級的順序稱為構造原理。其示意圖如下:知識點 3 構造原理與電子排布式2.電子排布式(1)概念:將能級上所排布的電子數標注在該能級符號右上角,并按照能層由低到高的順序排列的式子。(2)表示方法 以基態鉀原子為例,如圖: 3.不同能層或能級上的電子能量的高低(詳見定點1)1.電子云(1)電子云概念 處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。(2)電子云輪廓圖 把電子在原子核外空間出現概率為90%的空間圈出來的圖形。s能級的電子云輪廓圖是球形的,p能級的電子云輪廓圖是啞鈴形的。2.原子軌道(1)概念 量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。知識點 4 電子云與原子軌道(2)形狀①s軌道呈球形,能層序數越大,原子軌道的半徑越大。②p軌道呈啞鈴形,無論2p、3p還是4p都有3個相互垂直的原子軌道。(3)各能級所含有的原子軌道數能級 ns np nd nf ……原子軌道數 1 3 5 7 ……3.核外電子的運動狀態(1)原子核外不同運動狀態的電子數等于核外電子數。(2)原子核外不同空間運動狀態的電子數等于電子所在的軌道數。如基態O原子:1s22s22p41.電子自旋與泡利原理(1)電子自旋 電子除空間運動狀態外,還有一種狀態叫做自旋。電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向,簡稱自旋相反,常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋相反的電子。(2)泡利原理(也稱泡利不相容原理) 在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,它們的自旋相反。2.電子排布的軌道表示式(1)軌道表示式(又稱電子排布圖)在軌道表示式中,用方框(或圓圈)表示原子軌道,能量相同的原子軌道(簡并軌道)的方框相連,箭頭表示一種自旋狀態的電子,“↑↓”稱電子對,“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對電子)。知識點 5 泡利原理、洪特規則、能量最低原理(2)表示方法 軌道表示式中各符號、數字的意義如下(以基態鋁原子為例):特別提醒 通常應在方框下方或上方標記能級符號。有時畫出的能級上下錯落,以表達能量高低不同。3.洪特規則基態原子中,當電子填入簡并軌道時,總是優先單獨占據一個軌道,而且自旋平行,稱為洪特規則。如2p軌道上有3個電子時的排布圖為 ,不能表示為 。洪特規則不僅適用于基態原子,也適用于基態離子。知識拓展 當同一能級上的電子排布為全充滿(如p6、d10、f14)、半充滿(如p3、d5、f7)或全空狀態(如p0、d0、f0)時,原子具有較低的能量和較強的穩定性。例如,鉻(24Cr)的價層電子排布式是3d54s1(3d能級為半充滿),而不是3d44s2;銅(29Cu)的價層電子排布式是3d104s1(3d能級為全充滿),而不是3d94s2。4.能量最低原理 在構建基態原子時,電子將盡可能地占據能量最低的原子軌道,使整個原子的能量最低。1.同一原子或其簡單離子中,存在運動狀態完全相同的電子,這種說法正確嗎 根據泡利原理,同一原子軌道中的兩個電子自旋相反,故同一原子或其簡單離子中,不存在運動狀態完全相同的電子。2.基態原子的最外層電子排布式為ns1(n≥4)的原子,其(n-1)d軌道上一定沒有電子,這種說法正確嗎 對于主族元素而言,ns軌道電子沒有充滿,其(n-1)d軌道上一定沒有電子,但過渡元素中存在(n-1)dxns1的情況,如24號元素Cr的價層電子排布式為3d54s1。3.價層電子就是最外層電子,這種說法正確嗎 對于主族元素,最外層電子為價層電子;對于副族元素,部分能量高的次外層電子參與成鍵,即次外層部分電子與最外層電子均屬于價層電子。知識辨析 判斷正誤,正確的畫“ √” ,錯誤的畫“ ” 。提示提示提示( ) ( ) ( ) 4.電子排布式的書寫順序與核外電子填充能級的順序一定相同,這種說法正確嗎 電子排布式按能層和能級由低到高的順序書寫,而核外電子填充能級的順序遵循構造原理。5.Fe3+的穩定性強于Fe2+,這種說法正確嗎 基態鐵原子的價層電子排布式為3d64s2,失去4s能級上的2個電子后變成Fe2+,Fe2+的價層電子排布式為3d6,而Fe3+的價層電子排布式為3d5,3d能級為半充滿穩定結構。提示提示( ) ( )√1.不同能層所能容納的最多電子數關鍵能力 定點破定點 1 電不同能層、能級所能容納的最多電子數及電子能量的高低能層 一 二 三 四 五 六 七符號 K L M N O P Q能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… ……軌道數 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 …… …… ……容納的最多電子數 2 8 18 32 50 72 98歸納總結 (1)能層與能級類似樓層與樓梯之間的關系,就好比能層是樓層,能級是樓梯的階梯,如圖所示。任一能層的能級總是從s能級開始,能級數=該能層序數,即第一能層只有1個能級(1s),第二能層有2個能級(2s和2p),第三能層有3個能級(3s、3p和3d),依次類推。 (2)能級的字母代號總是按s、p、d、f……排序的,字母前的數字是它們所處的能層序數,它們可容納的最多電子數依次為自然數中的奇數序列1、3、5、7……的2倍。一個能層最多可容納的電子數=2n2(n為能層序數)。(3)字母代號相同的不同能級中所能容納的最多電子數相同。例如,1s、2s、3s、4s……能級最多都只能容納2個電子。2.能層或能級上的電子能量的高低典例 下列說法正確的是 ( )A.第三能層有3s、3p兩個能級B.在基態多電子原子中,p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量C.第三能層最多容納8個電子D.無論哪一能層的p能級最多容納的電子數均為6解析 第三能層有3s、3p、3d三個能級,A錯誤;同一能層中,p軌道電子能量一定比s軌道電子能量高,但能層較高的s軌道電子能量則比能層低的p軌道電子能量高,B錯誤;每個能層最多可容納的電子數是2n2(n為能層序數),第三能層最多容納18個電子,C錯誤;p能級最多可容納的電子數為6,D正確。答案 D1.構造原理(1)能級交錯:由構造原理可知,核外電子排布的能級順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……從中可以看出,從第三能層開始,各能級不完全遵循能層順序,產生了能級交錯現象。(2)用構造原理解釋基態原子核外最外層和次外層電子的排布問題①基態原子最外層電子數不超過8個 當ns和np軌道全充滿時(共4個軌道,最多容納8個電子),由于能級交錯,多余電子不是填入nd軌道,而是首先形成新電子層,填入(n+1)s軌道中,因此最外層電子數不可能超過8個。②基態原子次外層電子數不超過18個若最外層是第n層,次外層就是第(n-1)層。由于電子填充順序為np→(n+1)s→(n-1)f,在第(n+1)定點 2 構造原理與核外電子的排布層出現前,次外層只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上有電子,這三個能級共有9個軌道,最多可容納18個電子,因此次外層電子數不超過18個。例如,某原子最外層是第五層,次外層就是第四層,由于電子填充順序為5p→6s→4f,在第六層出現之前,次外層(第四層)只有4s、4p和4d軌道上有電子,這三個能級共有9個軌道,最多可容納18個電子,也就是次外層電子數不超過18個。2.基態粒子核外電子排布(1)基態原子的電子排布式書寫原則 舉例1~20 號元 素的 原子 按照構造原理電子依次填充到各能級中 6C:1s22s22p210Ne:1s22s22p617Cl:1s22s22p63s23p519K:1s22s22p63s23p64s120號 之后 元素 的原 子 先根據構造原理填充,然后將同一能層的能級排到一起 26Fe:先按構造原理填充為1s22s22p63s23p64s23d6,然后將同一能層的能級排到一起,即26Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2特殊 原子 滿足半充滿、全充滿穩定結構 24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1(3d能級半充滿,穩定)29Cu:1s22s22p63s23p63d104s1(3d能級全充滿,穩定)(2)基態離子的電子排布式 先寫出基態原子的電子排布式,再根據得失電子情況進行調整,如: 基態過渡金屬原子失去電子轉化為簡單陽離子時,一般先失去ns軌道電子,再失去(n-1)d軌道電子,如Fe2+的價層電子排布式為3d6。(3)簡化電子排布式為了方便,電子排布式中達到稀有氣體元素原子電子層結構的部分可用相應的稀有氣體元素符號外加方括號來表示。例如,Ca:1s22s22p63s23p64s2,其中1s22s22p63s23p6寫作[Ar],4s2為價層電子排布式,故Ca的電子排布式可表示為[Ar]4s2。3.書寫電子排布式的注意事項(1)電子的填充順序:先根據構造原理上的能級順序依次寫出能級符號,然后依據每個能級最多可容納的電子數,填滿一個能級再填下一個能級。(2)能級的書寫順序:按照能層序數由小到大的順序書寫。當出現d軌道時,電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時,要把(n-1)d寫在ns的前面,如Mn:1s22s22p63s23p63d54s2,而不能寫成1s22s22p63s23p64s23d5。典例 X、Z、Q、R、U分別代表原子序數依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基態原子的s軌道和p軌道的電子總數相等。請回答下列問題:(1)R基態原子的電子排布式是 。(2)基態Q2+核外電子排布式是 。(3)U基態原子最外層電子排布式是 。思路點撥 先推斷出元素,再根據相關規則寫出電子排布式。解析 由題給信息可知,X、Z、Q、R、U分別為C、F、Mg、Si、Cl元素。(1)R(Si)元素原子核外有14個電子,其基態原子按1s、2s、2p、3s、3p順序填充電子,故其核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。(2)Q(Mg)元素原子核外有12個電子,其基態原子按1s、2s、2p、3s順序填充電子,故Mg基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2或[Ne]3s2。基態Mg原子失去3s軌道上的2個電子,形成基態Mg2+,故基態Mg2+的核外電子排布式為1s22s22p6。(3)U(Cl)元素原子核外有17個電子,其基態原子按1s、2s、2p、3s、3p順序填充電子,則Cl基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5,從而推知其基態原子最外層電子排布式為3s23p5。答案 (1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(2)1s22s22p6(3)3s23p5 原子核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理(又叫做泡利不相容原理)和洪特規則。常見的表示方法如下:定點 3 原子核外電子排布的表示方法原子(離子)結構示意圖 含義 將每個電子層上的電子總數表示在原子核外的圖示意義 能直觀地反映核內的質子數和核外的電子層數及各電子層上的電子數實例 Al: S2-: 電子排布式 含義 用核外電子分布的能級及各能級上的電子數來表示電子排布的式子意義 能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數實例 K:1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式 含義 把電子排布式中達到稀有氣體元素原子電子層結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示意義 避免電子排布式書寫過于復雜實例 K:[Ar]4s1價層電子排布式 價層電子 對于主族元素,價層電子即最外層電子;對于副族元素,部分次外層電子與最外層電子統稱價層電子意義 能直觀地反映基態原子的電子層數、參與成鍵的電子數實例 Al:3s23p1軌道表示式(電子排布圖) 含義 每個原子軌道用1個方框(或圓圈)表示,在方框(或圓圈)內用箭頭表示電子及其自旋狀態意義 能直觀地反映電子的分布情況及電子的自旋狀態實例 O: 典例 A、B、C、D、E代表前四周期的五種元素,原子序數依次增大。請填空:(1)A元素基態原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其電子排布圖為 。(2)B元素的負一價離子的電子層結構與氬原子相同,B的離子的結構示意圖為 。(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿狀態,C的元素符號為 ,其基態原子的價層電子排布式為 。(4)D元素基態原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,D的元素符號為 。其基態原子的電子排布式為 。(5)E元素基態原子中沒有未成對電子,B、E可形成化合物EB2。E原子的價層電子排布式是 。思路點撥 推斷元素時應注意泡利原理和洪特規則的應用,如:“A元素基態原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子”說明A元素原子有2個能層,根據洪特規則判斷,A原子的最外層電子排布式為2s22p3,A元素為氮元素。解析 (1)基態原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子的原子對應的元素為氮元素,其電子排布圖為 。(2)因為B-的電子層結構與氬原子相同,即核外電子數相同,所以B元素的質子數為18-1=17,則B-為Cl-,其結構示意圖為 。(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿狀態,C的元素符號為Fe,其基態原子的價層電子排布式為3d64s2。(4)D元素基態原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,則D為Cu,其基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)E元素基態原子中沒有未成對電子,B、E可形成化合物EB2,且E的原子序數在五種元素中最大,因此E元素為Zn,其價層電子排布式為3d104s2。答案 (1) (2) (3)Fe 3d64s2(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)3d104s2 展開更多...... 收起↑ 資源列表 1_第一節 原子結構.pptx 第1課時 能層與能級 基態與激發態 原子光譜.docx 第2課時 構造原理與電子排布式 電子云與原子軌道.docx 第3課時 泡利原理 洪特規則 能量最低原理.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫