1、第第 2 2 课时课时 电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量 最低原理最低原理 基础巩固 1.观察 1s 轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( ) A.一个小黑点表示 1 个自由运动的电子 B.1s 轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在 1s 轨道上运动像地球围绕太阳旋转一样 D.1s 轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小 解析 尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在 什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子 核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在核外
2、出现概率的 大小，点密表示电子在那里出现的概率大，反之则小。由图可知，处于 1s 轨道上 的电子在空间出现的概率分布呈球形对称， 且电子在原子核附近出现的概率最大， 离核越远出现的概率越小。 答案 D 2.下列化学用语的书写正确的是( ) A.羟基的电子式： B.过氧化氢的电子式： C.As 的简化电子排布式：Ar4s24p3 D. 基 态 镁 原 子 的 核 外 电 子 轨 道 表 示 式 ： 解析 羟基的电子式为，A 错误；过氧化氢是共价化合物，电子式 为，B 错误；As 的原子序数是 33，原子的简化电子排布式为 Ar3d104s24p3，C 错误；基态镁原子的核外电子轨道表示式为 ，D
3、 正确。 答案 D 3.在 1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是( ) A.1s B.2px C.2py D.2pz 解析 1s 轨道和 2p 轨道的图像分别为： 由图像可看出，呈球对称性的为 1s 原子轨道。 答案 A 4.下列离子中 d 轨道达半充满状态的是( ) A.Cr3 B.Cu C.Co3 D.Fe3 解析 Cr3 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3， d 轨道不是半充满状态， 故 A 错误；Cu 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10，d 轨道处于全满状态，故 B 错误；Co3 的核外电子排布式为 1s22s22p63s2
4、3p63d6，d 轨道不是半充满状态，故 C 错误；Fe3 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5，d 轨道达半充满状态，故 D 正确。 答案 D 5.氧离子中电子的运动状态有( ) A.3 种 B.8 种 C.10 种 D.12 种 解析 氧离子核外有 10 个电子，所以有 10 种不同运动状态的电子。 答案 C 6.下列基态原子中，未成对电子数最多的是( ) A.O B.P C.Mn D.Cr 解析 O 的电子排布式为 1s22s22p4，未成对电子数为 2；P 的电子排布式为 1s22s22p63s23p3，未成对电子数为 3；Mn 的电子排布式为 1s22s22p63
5、s23p63d54s2， 未成对电子数为 5； Cr 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1， 未成对电子数是 6。 答案 D 7.下列对核外电子运动状况的描述正确的是( ) A.同一原子中，2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多 B. 当 碳 原 子 的 核 外 电 子 排 布 由转 变 为 时，这一过程中释放能量 C.3p2表示 3p 能级有两个轨道 D.在同一能级上运动的电子，其运动状态可能相同 解析 同一原子中，不同能层、相同能级的轨道数相同，故 A 错误； 为激发态碳原子的核外电子排布，能量较高， 为基态碳原子的核外电子排布， 原子由激发态变为基态要 放出能量，故
6、 B 正确；3p2表示 3p 能级有 2 个电子，故 C 错误；在同一能级上运 动的电子，其运动状态不同，故 D 错误。 答案 B 8.下列有关碳原子的电子排布图中，能量最低的是( ) 解析 根据洪特规则，原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能 分占不同的轨道且自旋状态相同， 这样整个原子的能量最低。 A 中 2p 轨道上两个 电子挤在同一个轨道上，B、C 中 2p 轨道上两个电子的自旋状态相反，均与洪特 规则相违背，只有 D 中电子的排布符合洪特规则，能量最低。 答案 D 9.下列关于硅原子的核外电子排布表示方法中，错误的是( ) A.1s22s22p63s23p2 B.Ne3s
7、23p2 解析 A、B 两项是电子排布式，C、D 两项是电子的轨道表示式，其中 C 项违背 了洪特规则，故错误。 答案 C 10.(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 _形象化描述。 在基态 14C 原子中， 核外存在_对自旋相反的电子。 (2)N 的基态原子核外电子排布式为_；Cu 的基态原子最外层有_ 个电子。 (3)钒(23V)是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。 钒在元素周期表中的位置为_，其价层电子的轨道表示式为 _。 (4)Na 位于元素周期表第_周期第_族；S 的基态原子核外有 _个未成对电子；Si 的基态原子核外电子排布式为_。 (5)Cu 基
8、态核外电子排布式为_。 (6)基态 Fe 原子有_个未成对电子， Fe3 的电子排布式为_。 (7)31Ga 基态原子的核外电子排布式是_。 (8)铝原子核外电子云有_种不同的伸展方向，有_种不同运动状态 的电子。 (9)基态 Mn2 的核外电子排布式为_。 (10)Se 原子序数为_，其核外 M 层电子的排布式为_。 (11)可正确表示原子轨道的是_。 A.2s B.2d C.3pz D.3f 解析 电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述。14 6C 的 电子轨道表示式为 ，所以其基态原子中核外存在 2 对 自旋状态相反的电子。 (2)N 元素的原子序数为 7，基态原子的核
9、外电子排布为 1s22s22p3；Cu 元素位于第 四周期B 族，基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有 1 个电子。 (3)钒在元素周期表中的位置为第四周期B 族，其价层电子排布式为 3d34s2，根 据洪特规则和泡利原理，价层电子轨道表示式为： (4)Na()元素位于元素周期表第三周期第A 族； Si 原子核外电子数为 14， 基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2。 (5)Cu 为 29 号元素，基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，Cu 的基 态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p6
10、3d10。 (6)基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2， 所以有4个未成对电子， 失去 2 个 4s 电子、1 个 3d 电子形成 Fe3 ，其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5。 (8)铝原子核外电子云有 s、p，分别有 1、3 种伸展方向；其核外有 13 个电子，则 有 13 种不同运动状态的电子。 (9)Mn 的核外电子数为 25，基态 Mn2 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5 或 Ar3d5。 (10)Se 位于第四周期，与 S 的原子序数相差 18，故其原子序数为 34；其核外 M 层有 18 个电子，故 M
11、层的电子排布式为 3s23p63d10。 (11)L 能层只有 2s、2p 能级，M 能层只有 3s、3p、3d 能级，故选 A、C。 答案 (1)电子云 2 (2)1s22s22p3 1 (3)第四周期第B 族 (4)三 A 2 1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2 (5)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10 (6)4 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1 (8)4 13 (9)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (10)34 3s23p63d10 (11
12、)AC 能力提升 11.按要求填空。 (1)17Cl 的电子排布式：_。 (2)17Cl 的价电子排布式：_。 (3)17Cl 的电子式：_。 (4)17Cl 的价电子轨道表示式：_。 (5)17Cl 的原子结构示意图：_。 (6)第四周期中最外层只有 1 个电子的所有基态原子的简化电子排布式： _。 解析 解本题的关键是掌握(简化)电子排布式、价电子排布式、电子式、价电子 轨道表示式、原子结构示意图的区别。(1)(5)主要考查电子排布式、价电子排布 式、电子式、价电子轨道表示式、原子结构示意图的区别。(6)第四周期最外层只 有 1 个电子的基态原子的最外层电子排布式为 4s1，此时 3s、3
13、p 轨道应已填满， 3d 轨道可能全空、半充满或全充满，即其简化电子排布式为Ar4s1、Ar3d54s1、 Ar3d104s1。 答案 (1)1s22s22p63s23p5 (2)3s23p5 (5) (6)Ar4s1、Ar3d54s1、Ar3d104s1 12.A、B、C、D、E 代表 5 种元素。请填空： (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，该原子的电 子的轨道表示式为_。 (2)B 元素的负一价离子与 C 元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B 元素的符号为_，C 的离子结构示意图为_。 (3)D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满，D
14、的元素符号为_，其基态 原子的电子排布式为_。 (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_，其价电子轨道表示式为_。 解析 (1)根据 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， 可知该元素的基态原子有 2 个电子层，共有 7 个电子，是 N 元素，其电子的轨道 表示式为。(2)B 元素的负一价离子与 C 元素的正一价离子 的电子排布式与氩原子相同，即都有 18 个电子，则 B 元素为 Cl，C 元素为 K，K 的结构示意图为 。(3)D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满，即三价 阳离子的构型为 3d5，则
15、原子的价电子构型为 3d64s2，即为 26 号 Fe 元素，其基态 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由 E 元素基态原子的 M 层全充满，N 层 没有成对电子，只有 1 个未成对电子，可知其价电子构型为 3d104s1，所以 E 为 Cu 元素，其价电子轨道表示式为。 答案 (1) (2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2) (4)Cu 13.有 A、B、C、D 四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中 A 元 素原子核外仅有一个非空原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B 元素原子核外 p 电子数比 s 电子
16、数少 1；C 为金属元素且原子核外 p 电子数和 s 电子数相等；D 元素的原子核外所有 p 轨道为全充满或半充满状态。 (1)写出四种元素的元素符号： A_， B_， C_， D_。 (2)写出 C、D 两种元素基态原子的核外电子轨道表示式： C_。 D_。 (3) 写 出 B 、 C 两 种 元 素 的 单 质 在 一 定 条 件 下 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _。 (4)B 元素的单质的电子式为_，其简单氢化物的电子式为_。 解析 A是宇宙中最丰富的元素， 且原子核外仅有一个非空原子轨道， 则A为氢； B 元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p3，则 B 为氮；C 元素原
17、子的核外电子排 布式为 1s22s22p63s2， 则 C 为镁； D 元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p3， 则 D 为磷。 答案 (1)H N Mg P 14.按照下列元素基态原子的电子排布特征回答问题。 A 元素的原子中只有一个能层且只含 1 个电子；B 元素的原子 3p 轨道上得到 1 个电子后不能再容纳外来电子； C 元素的原子 2p 轨道上有 1 个电子的自旋方向与 其他电子的自旋方向相反；D 元素的原子第三能层上有 8 个电子，第四能层上只 有 1 个电子； E 元素的原子最外层电子排布式为 3s23p6； F 为金属元素且原子核外 p 电子数和 s 电子数
18、相等。 (1) 写 出 由 A 、 B 、 C 、 D 中 的 三 种 元 素 组 成 的 化 合 物 的 化 学 式 ： _ _(至少写出 5 个)。 (2)写出 F 元素基态原子的电子轨道表示式：_。 (3) 写 出 用 上 述 元 素 组 成 的 物 质 制 得A的 单 质 的 化 学 方 程 式 ： _、 _、 _(至少写出 2 个)。 (4)检验某溶液中是否含有 D ， 可通过_来实现； 检验某溶液中是否含有 B ，通常所用的试剂是_和_。 (5)写出 E 的元素符号：_，要证明太阳上是否含有 E 元素，可采用的方法 是_ _。 解析 A 元素的原子中只有一个能层且只含 1 个电子，
19、A 是 H；B 元素的原子 3p 轨道上得到 1 个电子后不能再容纳外来电子，则 3p 轨道上原有 5 个电子，B 是 Cl；C 元素的原子 2p 轨道上有 1 个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反， 说明该原子的 2p 轨道上有 4 个电子，C 是 O；D 元素的原子第三能层上有 8 个电 子， 第四能层上只有1个电子， 则D是K； E元素原子的最外层电子排布式为3s23p6， E 是 Ar；F 为金属元素且原子核外 p 电子数和 s 电子数相等，则 F 元素原子的核 外电子排布式为 1s22s22p63s2，F 为 Mg。 答案 (1)KOH、KClO、KClO3、KClO4、HClO、HClO3、HClO4(其他合理答案均 可) (2) (3)2H2O= 通电 2H2O2 2K2H2O=2KOHH2 (4)焰色试验 AgNO3溶液 稀硝酸 (5)Ar 对太阳光进行光谱分析
