高三化學(xué)選擇性必修二專題復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布

原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布知識體系知識體系原子結(jié)構(gòu)知識體系知識梳理一知識梳理一一、能層與能級1．能層(1)含義：根據(jù)核外電子的不同，將核外電子分為不同的(電子層)。(2)序號及符號能層序號一、二、三、四、五、六、七……分別用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為個。(3)能量關(guān)系能層越高，電子的能量，能量的高低順序?yàn)镋(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。【答案】1.(1)能量能層(2)2n2越高2．能級(1)含義：根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的也可能不同，將它們分為不同。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母、、、等表示，如n能層的能級按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、np、nd、nf等。3．能層、能級與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七……符號KLMNOPQ……能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多電子數(shù)22626102610142……281832………………2n2由上表可知：(1)能層序數(shù)該能層所包含的能級數(shù)，如第三能層有3個能級。(2)s、p、d、f各能級可容納的最多電子數(shù)分別為1、3、5、7的倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2(n為能層的序數(shù))?！敬鸢浮?.(1)能量能級(2)s、p、d、f3.(1)等于(2)2經(jīng)典典例經(jīng)典典例1．（改編）下列說法錯誤的是A．能級最多容納8個 B．、能級的軌道數(shù)均為5C．、、能層中均包含能級 D．能級的能量比能級的能量高2．（改編）下列說法不正確的是A．不是所有的共價鍵(鍵)都具有方向性B．鍵的鍵能比鍵與鍵的鍵能和大，所以鍵不易發(fā)生加成反應(yīng)C．根據(jù)電負(fù)性及價層電子對互斥理論可知，分子的極性大于分子的極性D．基態(tài)Mg原子核外電子占有3個能層、4種能級、6個原子軌道、12種電子運(yùn)動狀態(tài)3．下列與原子核外電子排布規(guī)律相關(guān)的敘述中(N為能層序數(shù))，不正確的是A．ns電子的能量一定高于(n1)p電子的能量B．根據(jù)構(gòu)造原理，電子填入能級的順序是ns→(n1)d→npC．第三周期元素的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)最多的是磷D．各能層含有的電子數(shù)均為ns2知識梳理二知識梳理二二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1．基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子(1)基態(tài)原子：處于狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子能量，它的電子會躍遷到較高能級，變成原子。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化基態(tài)原子→eq\o(,\s\up11(吸收能量),\s\do4(釋放能量，主要形式為光))→激發(fā)態(tài)原子2.光譜(1)光譜的成因及分類(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的來鑒定元素，稱為光譜分析?！敬鸢浮?.(1)最低能量(2)吸收激發(fā)態(tài)2.(2)特征譜線經(jīng)典典例經(jīng)典典例1．（改編）下列說法正確的是A．焰色反應(yīng)是化學(xué)變化B．自然界的所有原子都是基態(tài)C．在一定條件下，碳原子的電子排布式可能是D．電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)放出能量，產(chǎn)生發(fā)射光譜2．（改編）下列說法中正確的是A．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B．基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s12p3C．由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)是化學(xué)變化D．某些金屬元素的特殊焰色是金屬原子的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生的3．（改編）下列說法正確的是A．表示3p能級上有兩個電子B．M能層中的原子軌道數(shù)目為3C．是激發(fā)態(tài)原子的電子排布圖D．在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子的能量一定高于s軌道電子的能量4．下列關(guān)于原子光譜的說法中錯誤的是A．原子光譜包括吸收光譜和發(fā)射光譜B．吸收光譜由暗背景和不連續(xù)的彩色亮線組成C．可以利用特征譜線來鑒定元素的種類D．利用堿金屬最外層電子的原子光譜呈現(xiàn)雙線提出電子自旋概念知識梳理三知識梳理三三、構(gòu)造原理與電子排布式1．構(gòu)造原理(1)含義：以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)，新增電子填入能級的稱為構(gòu)造原理。(2)示意圖2．電子排布式將能級上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級符號右上角，并按照能層從左到右的順序排列的式子。如氮原子的電子排布式為【答案】1.(1)遞增順序2.能層經(jīng)典典例經(jīng)典典例1．下列說法正確的是A．銅原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2B．基態(tài)Si原子價電子排布圖：

C．第一電離能：O>N>CD．鈹原子最外層原子軌道的電子云圖：

2．（改編）請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)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)B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，B的元素號為，其正二價離子的電子排布式為。(3)C元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+2，則C的電子排布圖為。(4)第三周期p軌道半充滿的元素是。3．（改編）按要求回答下列問題：(1)Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+價層電子排布式為(2)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為(3)Zn原子核外電子排布式為(4)氮原子價層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為(5)Fe基態(tài)原子核外電子排布式為知識梳理四知識梳理四四、電子云與原子軌道1．概率密度1913年，玻爾提出模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行。量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示電子在某處出現(xiàn)的概率；V表示該處的體積)。2．電子云(1)定義：處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外空間的的形象化描述。(2)含義：用單位體積內(nèi)小黑點(diǎn)的程度表示電子在原子核外出現(xiàn)，小黑點(diǎn)越密，表示概率密度越大。(3)形狀3．原子軌道(1)概念：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個。(2)形狀①s電子的原子軌道呈，能層序數(shù)，原子軌道的越大。②p電子的原子軌道呈，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(3)各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目1357【答案】1.氫原子概率2.(1)概率密度分布(2)疏密概率大小3.(1)原子軌道(2)①球形越大半徑②啞鈴形經(jīng)典典例經(jīng)典典例1．下列說法正確的是A．原子軌道是指原子運(yùn)行的軌道B．電子云中的一個小黑點(diǎn)代表一個電子C．s電子的電子云輪廓圖呈紡錘形，p電子的電子云輪廓圖呈啞鈴形D．電子云密度大的地方，說明電子在該空間單位時間內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會多2．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(yùn)動C．p能級的原子軌道呈啞鈴形，隨著電子層數(shù)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隨電子層數(shù)的增多而增大3．（改編）下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法正確的是：A.ssσ鍵與spσ鍵的電子云對稱性相同B.物質(zhì)只有發(fā)生化學(xué)變化時才會有化學(xué)鍵的斷裂C.成鍵的原子間原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固D.非金屬元素之間形成的化合物中只含有共價鍵知識梳理五知識梳理五五、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1．泡利原理在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的相反，常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋相反的電子。2．電子排布的軌道表示式(電子排布圖)8O的軌道表示式如下：根據(jù)上面回答下列問題：(1)簡并軌道：相同的原子軌道。(2)電子對：同一個原子軌道中，自旋方向的一對電子。(3)單電子：一個原子軌道中若只有一個電子，則該電子稱為單電子。(4)自旋平行：箭頭的單電子稱為自旋平行。(5)在氧原子中，有3對電子對，有2個單電子。(6)在氧原子中，有種空間運(yùn)動狀態(tài)，有種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。3．洪特規(guī)則(1)內(nèi)容：基態(tài)原子中，填入軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋。(2)特例全充滿：p6、d10、f14全充滿：p6、d10、f14全空：p0、d0、f0半充滿：p3、d5、f7相對穩(wěn)定的狀態(tài)如24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，為半充滿狀態(tài)，易錯寫為1s22s22p63s23p63d44s2。4．能量最低原理(1)內(nèi)容：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量的原子軌道，使整個原子的能量。(2)因素：整個原子的能量由、和三個因素共同決定。5.總結(jié)歸納注意：書寫軌道表示式時，常出現(xiàn)的錯誤及正確書寫【答案】1.自旋2.(1)能量(2)相反(4)同向(6)583.(1)簡并平行(2)全充滿能量4.(1)最低最低(2)核電荷數(shù)電子數(shù)電子狀態(tài)經(jīng)典典例經(jīng)典典例1．下列基態(tài)原子的電子排布圖中，違反了泡利原理的是A．

B．

C．

D．

2．下列說法錯誤的是A．若基態(tài)C原子的電子排布式為，則違反了洪特規(guī)則B．若基態(tài)K原子的電子排布式為，則違反了能量最低原理C．同一原子中，s電子的能量一定低于p電子的能量D．若基態(tài)Be原子的軌道表示為，則違反了泡利不相容原理3．（改編）單質(zhì)硅是制造太陽能電池板的主要原料，制備電池板時還需添加硼、氮、鈦、鈷、鈣等多種化學(xué)物質(zhì)。請回答下列問題：(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為，下列鈷原子的價層電子軌道表示式中，不符合洪特規(guī)則的是(填選項(xiàng)字母)。A．B．C．D．(2)氮與其同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?用元素符號表示)，原因?yàn)椤?3)鈦元素位于元素周期表區(qū)；基態(tài)鈦原子中，最外層電子的電子云輪廓圖為。拓展練習(xí)1．與水反應(yīng)的方程式為，下列說法正確的是A．的電子式為B．含18個中子的Cl原子可表示為C．HClO分子的空間填充模型為D．基態(tài)氧原子價電子的軌道表示式為2.（改編）我國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度為10909米?！皧^斗者”號載人艙球殼的材料是一種由Ti、Al、Sn和Si等組成的合金，其中Si和Sn兩種元素在元素周期表中位于同一縱列，下列有關(guān)說法錯誤的是A．基態(tài)Sn原子的價電子排布式為B．基態(tài)Si原子和基態(tài)Ti原子的價電子數(shù)不相等C．基態(tài)Ti原子核外有7種能量不同的電子D．基態(tài)Al原子核外有13種運(yùn)動狀態(tài)不同的能級3．下列說法正確的是A．和互為同位素 B．和互為同分異構(gòu)體C．

和

互為同系物 D．乙醇與甲醚互為同素異形體4．下列化學(xué)用語表示正確的是A．質(zhì)量數(shù)為37的氯原子：B．基態(tài)的價電子軌道表示式：C．氯化鈣的電子式：D．的鍵電子云圖形：5．（改編）符號“3pz”沒有給出的信息是A．能層B．能級C．電子云在空間的伸展方向D．電子的自旋方向6．下列哪種電子排布不屬于激發(fā)態(tài)A． B．C． D．7．（改編）近日，中國科學(xué)院化學(xué)物理研究所李燦院士團(tuán)隊(duì)揭示催化劑(Co3O4)上催化水氧化產(chǎn)氧歷程如圖所示(注明：s、ms、μs表示秒、毫秒、微秒)。下列敘述錯誤的是A．第(1)步反應(yīng)為總反應(yīng)的控速反應(yīng)B．Co原子價電子排布式為3d74s2，位于周期表中第四周期第ⅧB族C．從總反應(yīng)看，每生成標(biāo)況22.4LO2必轉(zhuǎn)移3mol電子D．該反應(yīng)過程中二步都斷裂了極性鍵8．（改編）下列敘述中，正確的是A．各電子層含有的原子軌道數(shù)為2n2B．各電子層的能級都是從s能級開始，到f能級結(jié)束C．s、p、d能級所含有的原子軌道數(shù)分別為1、3、5D．鈉的焰色試驗(yàn)呈現(xiàn)黃色，是電子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)時吸收能量產(chǎn)生的E．盧瑟福的“有核模型”可以準(zhǔn)確地描述電子運(yùn)動狀態(tài)F．在同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)相等9．（改編）工業(yè)上，常用電滲析法淡化海水。某小組模擬淡化海水原理，設(shè)計(jì)如圖所示裝置。鋰電池反應(yīng)為。下列敘述錯誤的是A．M極為陽極，膜2為陰離子交換膜B．鋰電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．基態(tài)錳原子價電子排布式為3d54s2D．N極收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時理論上轉(zhuǎn)移1mol電子10．（改編）下列關(guān)于原子光譜的說法中錯誤的是A．原子光譜只有發(fā)射光譜B．吸收光譜由彩色亮背景和不連續(xù)的暗線組成C．可以利用特征譜線來鑒定元素的種類D．利用堿金屬最外層電子的原子光譜呈現(xiàn)雙線提出電子自旋概念11．鐵和鈦是重要的金屬材料，鐵及其化合物在生活中常用于凈水、制作顏料、食品保鮮等。TiFe合金是優(yōu)良的儲氫合金。一種利用鈦鐵礦(，含雜質(zhì))制備鈦的工藝流程如下。下列關(guān)于制取鈦的工藝流程及TiFe儲氫合金(結(jié)構(gòu)如圖)的說法不正確的是A．的價電子排布為B．TiFe儲氫合金中H原子位于金屬原子形成的四面體空隙中C．完全水解生成：D．與鹽酸反應(yīng)：12．（改編）下列說法錯誤的是A．同一原子中，2p、3p、4p電子的能量依次增大B．元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族的10個縱列的元素都是金屬元素C．N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級，共16個軌道，可容納32種運(yùn)動狀態(tài)的電子D．在現(xiàn)代化學(xué)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E．電子的運(yùn)動狀態(tài)可從能層、能級、軌道、自旋方向4個方面進(jìn)行描述F．3p能級上只有一個空軌道的原子和3p能級上有兩個未成對電子的原子對應(yīng)為同一元素13．下列說法正確的是A．原子的電子填充順序依次為3s→3p→3d→4sB．某原子核外電子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量C．按照泡利原理，在同一個原子中不可能存在兩個運(yùn)動狀態(tài)完全相同的電子D．p能級的原子軌道呈啞鈴形，隨著能層數(shù)的增加，p能級原子軌道數(shù)也在增多14．（改編）通常情況下，原子核外p、d能級等原子軌道上電子排布為“全空”“半充滿”“全充滿”的時候更加穩(wěn)定，稱為洪特規(guī)則的特例。下列事實(shí)能作為這個規(guī)則的證據(jù)的是①某種激發(fā)態(tài)碳原子的電子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2②基態(tài)Cu原子的電子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2③基態(tài)He原子的電子排布式為1s2，基態(tài)H原子的電子排布式為1s1④Fe2+容易失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性A．①②④ B．②④ C．③④ D．①②③15．下列說法錯誤的是A．電子排布式1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理B．基態(tài)原子電子排布式1s22s22p63s23p63d5違反了能量最低原理C．根據(jù)構(gòu)造原理，原子核外電子填充順序?yàn)?s2s2p3s3p4s3d4p5s5p4d6s4f5d6pD．某主族元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703…，當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時生成的陽離子是X2+16．（改編）玻爾理論、量子力學(xué)理論都是對核外電子運(yùn)動的描述方法，根據(jù)對它們的理解，下列敘述中正確的是A．因?yàn)閟軌道的形狀是球形的，所以s電子做的是圓周運(yùn)動B．、、的軌道相互垂直，能量不同C．各原子能級之間的能量差不一致，這是量子力學(xué)中原子光譜分析的理論基礎(chǔ)D．同一能層的p軌道電子能量不一定高于s軌道電子能量17．（改編）下列說法或化學(xué)用語的使用正確的是A．符號為M的能層最多容納的電子數(shù)為32個B．構(gòu)造原理呈現(xiàn)的能級交錯源于光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)C．Se的價層電子排布為：3d104s24p4D．Ni的簡化電子排布式：[Ar]3d94s118．（改編）過渡金屬元素在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)原子序數(shù)為21~30的元素基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)最多的和成對電子數(shù)最多的元素在周期表中的位置分別是和，其價層電子排布圖(軌道表示式)為與(2)基態(tài)釩原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有種。(3)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表和元素周期律的知識回答下列問題：A元素M層電子數(shù)是N電子數(shù)7倍，其價層電子軌道表示式。(4)C元素基態(tài)原子的軌道表示式是下圖中的(填“①”或“②”)，另一軌道表示式不能作為基態(tài)原子的軌道表示式是因?yàn)樗环?填“A”“B”或“C”)。A．能量最低原理

B．泡利原理

C．洪特規(guī)則(5)第三周期元素的氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去最外層一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量叫作第一電離能