2020高中化學(xué) 2 電子云與原子軌道 原子的核外電子排布（含解析）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE12-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時分層作業(yè)（二)電子云與原子軌道原子的核外電子排布（建議用時：40分鐘）［基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練］1．下列說法中正確的是()A．焰色反應(yīng)是化學(xué)變化B．基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s12p3C．焰色反應(yīng)中觀察到的特殊焰色是金屬原子在電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生的光譜譜線的顏色D．同一原子處于激發(fā)態(tài)時的能量一定大于其處于基態(tài)時的能量D［基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2，B項不正確;焰色反應(yīng)中觀察到的特殊焰色是金屬原子在電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的光譜譜線的顏色，焰色反應(yīng)是物理變化，A、C項不正確。］2．有關(guān)光譜的說法中不正確的是（)A．原子中的電子在躍遷時能量的表現(xiàn)形式之一是光,這也是原子光譜產(chǎn)生的原因B．原子光譜只有發(fā)射光譜C．通過原子光譜可以發(fā)現(xiàn)新的元素D．通過光譜分析可以鑒定某些元素［答案]B3．下列核外電子排布式違背能量最低原理的是(）A．1s22s22p33s2 B．1s22s22p63s2C．[Ar]3d64s2 D．［Ar]3d54s1[答案]A4．下列關(guān)于電子云的敘述中不正確的是（）A．電子云是用小黑點的疏密程度來表示電子在核外空間出現(xiàn)概率大小的圖形B．電子云實際上是電子運動形成的類似云一樣的圖形C．電子云圖說明離核越近,電子出現(xiàn)概率越大;離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)概率越小D．能級類別不同，電子云的形態(tài)也不一樣B[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，而不是電子的實際運動軌跡。人們常用小黑點的疏密程度來表示電子在原子核外空間出現(xiàn)概率的大小。從電子云圖中可以看出，離核越近，電子出現(xiàn)概率越大；離核越遠(yuǎn),電子出現(xiàn)概率越小。］5．觀察1s軌道電子云示意圖，判斷下列說法正確的是()A．一個小黑點表示1個自由運動的電子B．1s軌道的電子云形狀為圓形的面C．電子在1s軌道上運動像地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)一樣D．1s軌道電子云的點的疏密表示電子在某一位置出現(xiàn)概率的大小D［盡管人們不能確定某一時刻原子中電子的精確位置，但能夠統(tǒng)計出電子在什么地方出現(xiàn)的概率大,在什么地方出現(xiàn)的概率小.為了形象地表示電子在原子核外空間的分布狀況，人們常用小黑點的疏密程度來表示電子在核外出現(xiàn)概率的大小，點密表示電子在那里出現(xiàn)的概率大，反之則小。由圖可知，處于1s軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈球形對稱，且電子在原子核附近出現(xiàn)的概率最大，離核越遠(yuǎn)出現(xiàn)的概率越小.圖中的小黑點不表示電子，而表示電子曾經(jīng)出現(xiàn)過的位置。]6．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形，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多D．與s電子原子軌道相同,p電子原子軌道的平均半徑也隨能層的增大而增大D[A中，應(yīng)為“原子核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧”，而不是電子。B中，處在原子軌道上的電子，出現(xiàn)在球形內(nèi)空間的概率為90％。C中，無論是2p、3p、4p、5p……原子軌道數(shù)目不變，只是能量增加。］7．在1s、2px、2py、2pz軌道中,具有球?qū)ΨQ性的是(）A．1s B．2pxC．2py D．2pzA[1s軌道和2p軌道的圖像分別為：由圖像可看出,呈球?qū)ΨQ性的為1s原子軌道.］8．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是（)D［D項說明兩個電子均在1s能級，且自旋狀態(tài)相反。]9．下列化學(xué)用語錯誤的是(）A[Na原子失去最外層3s能級上的電子,只剩下1s、2s和2p能級上的電子，故Na＋共10個電子，但A選項中的電子排布圖違背了泡利原理。］10．在d軌道中電子排布成,而不排布成,其最直接的根據(jù)是()A．能量最低原理B．泡利原理C．原子軌道構(gòu)造原理D．洪特規(guī)則D［洪特規(guī)則表明,當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道且自旋方向相同。］11．下列電子排布式或電子排布圖正確的是（)D［A項，O原子的電子排布圖違背洪特規(guī)則;B項，Ca原子的電子排布式違背能量最低原理;C項，N原子的電子排布圖違背泡利原理。]12．下面是s能級和p能級的電子云輪廓圖,試回答問題：(1)s電子的原子軌道呈________形，每個s能級有________個原子軌道；p電子的原子軌道呈________形，每個p能級有________個原子軌道。(2）某元素的原子獲得能量后的電子排布式為1s22s22p63s23p34s1，則該元素的原子獲得能量前的電子排布式為________；元素符號為________；該基態(tài)原子中未成對電子數(shù)為________，最外層電子排布圖為________。［解析]s軌道是球形的,它只有1個軌道，p軌道是啞鈴形的，它有3個軌道，并且互相垂直。由于E(3p)＜E(4s），所以電子應(yīng)先填充3p軌道。[答案］（1)球1啞鈴3［能力提升練］13．下列原子中，未成對電子最多的是（)A．Ne B．PC．Fe D．CrD［分別寫出四種原子的核外電子排布式進(jìn)行判斷，Ne沒有未成對電子，P有3個未成對電子，F(xiàn)e有4個未成對電子,而Cr的未成對電子最多，有6個.]14．下列各組表述中，兩個微粒一定不屬于同種元素原子的是()A．3p能級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eq\f(1,5)的原子和價電子排布式為4s24p5的原子D．2p能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的價電子排布式為2s22p5的原子B［A中3p能級有一個空軌道，說明3p上填2個電子,因填1個電子有2個空軌道，填3個電子或3個以上電子無空軌道，則3p上有2個電子，3s上肯定已填滿，價電子排布式為3s23p2，因此兩微粒相同。B中M層全充滿而N層為4s2，M層上有d軌道，即：3s23p63d10,顯然是鋅元素，3d64s2是鐵元素，符合題意.C中價電子排布式為4s24p5，則3d上已排滿10個電子，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5;最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)eq\f(1,5)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，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。D中2p能級有一個未成對電子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能屬于同種元素的原子。］15．在短周期元素中，元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素有a種，元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素有b種,則a∶b的值為（)A．1 B．2C．3 D．4B［在短周期元素中，符合基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素很明顯有第一周期的H元素；在第二周期,原子核外未成對電子數(shù)為2的元素，其核外電子排布圖為（C元素)或（O元素）；在第三周期，原子核外未成對電子數(shù)為3的元素，其最外層電子排布圖是(P元素),符合條件的元素共4種，即a＝4。符合基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素，其基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是2、4、6或8，若最外層電子數(shù)為2，則是氦或ⅡA族元素,這些元素原子的最外層電子排布式為ns2，無未成對電子，不符合題意；若最外層電子數(shù)為4，則是ⅣA族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np2，其p能級上的2個電子為未成對電子，符合題意，因題目要求是短周期元素,故有2種；若最外層電子數(shù)為6，則是ⅥA族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np4，其p能級上有2個未成對電子，最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍,不符合題意；若最外層電子數(shù)為8，則是0族元素,這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np6，其p能級為全充滿狀態(tài),無未成對電子,因此不符合題意，總之，符合條件的元素共2種，即b＝2.綜上可知a∶b的值為2。]16．已知X、Y、Z、W、Q、R、E七種元素中,原子序數(shù)X〈Y〈Z<W<Q〈R<E，其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如下表。元素結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息X原子的L層上s電子數(shù)等于p電子數(shù)Y元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1Z單質(zhì)在常溫、常壓下是氣體,原子的M層上有1個未成對的p電子W元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同Q元素的核電荷數(shù)為Y和Z之和R元素的正三價離子的3d能級為半充滿E元素基態(tài)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請根據(jù)信息回答有關(guān)問題：（1)元素X的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子,有________種不同能級的電子。（2）Q的基態(tài)原子核外電子排布式為______________，R的元素符號為________,E元素基態(tài)原子的價電子排布式為________。(3)含有元素W的鹽的焰色反應(yīng)為________色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是____________________。［解析］(1）X元素原子的L層上s電子數(shù)等于p電子數(shù)，即其核外電子排布式為1s22s22p2，故X為碳元素，其原子核外共有6種不同運動狀態(tài)的電子，有3種不同能級的電子。(2）Z元素原子的M層上有1個未成對的p電子,可能為Al或Cl,單質(zhì)在常溫、常壓下是氣體的只有Cl元素，故Z為Cl元素，Q為Cr元素，基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1(或［Ar]3d54s1)；R元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s