新突破化學(xué)選修三人教版新課標(biāo)地區(qū)專用講義精練：第1章第一節(jié) 第2課時 能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜 電子云與原子軌道 Word版含解析

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1、 第2課時　能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜　電子云與原子軌道 學(xué)業(yè)要求 素養(yǎng)對接 1.知道處于不同能級的電子，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷。 2.知道電子的運(yùn)動狀態(tài)(空間分布及能量)，可通過原子軌道和電子云模型來描述。 3.能結(jié)合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則書寫1～36號元素基態(tài)原子的軌道表示式，并說明含義。 模型認(rèn)知：建立新的原子結(jié)構(gòu)模型，并能說明建構(gòu)思維模型在人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)過程中的重要作用。 微觀探析：能說明微觀粒子的運(yùn)動狀態(tài)與宏觀物體運(yùn)動特點(diǎn)的差異。 [知 識 梳 理] 一、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜 1.能量最低原理 原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個

2、原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理。 2.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子 (1)基態(tài)原子：處于最低能量的原子。 (2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。 (3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化的能量變化 基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子 3.光譜與光譜分析 (1)光譜形成原因 不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光。 (2)光譜分類 (3)光譜分析 在現(xiàn)代化學(xué)中，利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素的分析方法。 【自主思考】 1.為什么原子的核外電子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示　能量最低原理是自然界普遍遵循的規(guī)律。能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，物質(zhì)都有

3、從高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化到低能量狀態(tài)的趨勢。 二、電子云與原子軌道 1.電子云 用小黑點(diǎn)來描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率密度分布圖，被形象地稱為電子云。 2.電子云輪廓圖 為了表示電子云輪廓的形狀，對核外電子的空間狀態(tài)有一個形象化的簡便描述，把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P＝90%的空間圈出來，即為電子云輪廓圖。 3.原子軌道 (1)定義：電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個原子軌道。 (2)形狀 ①s電子的原子軌道呈球形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。 ②p電子的原子軌道呈啞鈴形，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

4、ns np nd nf 軌道數(shù)目 1 3 5 7 4.泡利原理和洪特規(guī)則 (1)泡利原理：一個原子軌道最多只能容納2個電子，且自旋狀態(tài)相反。電子自旋有順時針和逆時針兩種狀態(tài)。 (2)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。 【自主思考】 2.在電子云輪廓圖中小黑點(diǎn)的意義是什么？ 提示　一個小黑點(diǎn)表示電子在該處出現(xiàn)一次，小黑點(diǎn)密的地方表示電子在該處空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大，小黑點(diǎn)疏的地方，表示電子在該處空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率小。 3.能層與能級(原子軌道的類型)及原子軌道數(shù)目有何關(guān)系？ 提示　第n

5、能層上有n個能級、n2個原子軌道。例如，第3能層就有3個能級(3s，3p，3d)，包含9個原子軌道，不同能級中的電子云可能有不同的伸展方向，即可能有不同的原子軌道。 [自 我 檢 測] 1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。 (1)s能級的能量總是小于p能級的能量(　　) (2)2s的電子云比1s的電子云大，說明2s的電子云中的電子比1s的多(　　) (3)當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，電子總是先占滿1個軌道，然后再占據(jù)其他原子軌道(　　) (4)nf能級中最多可容納14個電子(　　) (5)氫原子電子云的一個小黑點(diǎn)表示一個電子(　　) (6)處于最低能量的原子叫基

6、態(tài)原子(　　) (7)6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則(　　) (8)電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理(　　) (9)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)√　(8)√　(9)√ 2.在d軌道中電子排布成，而不排布成，遵循的是(　　) 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 解析　洪特規(guī)則表明，當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋狀

7、態(tài)相同。 答案　D 3.下列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(guī)則的是________，違反泡利原理的是________。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6 ④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg2＋：1s22s22p6 解析　根據(jù)核外電子排布規(guī)律知②中錯誤在于電子排完2s軌道后應(yīng)排2p軌道，而不是3p軌道，應(yīng)為1s22s22p6；③中沒有遵循洪特規(guī)則。⑦中違反泡利原理。 答案　①⑤⑥?、冖?/p>

8、?、邸、? 學(xué)習(xí)任務(wù)一　基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜 【合作交流】 在激動人心的巨響和脆響中，整個城市的上空都被焰火照亮了，染紅了。一團(tuán)團(tuán)盛大的煙花象一柄柄巨大的傘花在夜空開放；像一簇簇耀眼的燈盞在夜空中亮著；像一叢叢花朵盛開并飄散著金色的粉沫。焰火在夜空中一串一串地盛開，最后像無數(shù)拖著長長尾巴的流星，依依不舍地從夜空滑過。 1.在國慶節(jié)、元旦、春節(jié)，我們經(jīng)常放焰火來慶祝，請你思考這與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？ 提示　這與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。 2.對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是什么？ 提示　在電流作用下，基態(tài)氖原子的電子吸收能量躍遷到較高的能

9、級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子，這一過程要吸收能量，不會發(fā)出紅色光；而電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)原子時，將釋放能量，從而產(chǎn)生紅光。 【點(diǎn)撥提升】 1.電子躍遷的能量變化與可見現(xiàn)象： 激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定，電子從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將釋放能量。光輻射是電子釋放能量的重要形式之一。霓虹燈光、激光、焰火等可見光都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。 2.金屬元素的焰色反應(yīng)的成因： 金屬原子中，核外電子按一定軌道順序排列，軌道離核越遠(yuǎn)，能量越高。灼(燃)燒時，電子獲得能量，能量較低的電子發(fā)生躍遷，從基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。隨即電子又從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較

10、低的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)，便以光(輻射)的形式釋放能量，形成不同的焰色。 3.光譜分類 4.光譜分析 在現(xiàn)代化學(xué)中，利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素的分析方法稱為光譜分析。 【例1】　下列原子或離子核外電子排布不屬于基態(tài)排布的是(　　) A.N：1s22s22p3 B.S2－：1s22s22p63s23p6 C.Na：1s22s22p53s2 D.Si：1s22s22p63s23p2 解析　基態(tài)原子的核外電子排布必須遵循構(gòu)造原理，基態(tài)鈉原子的電子排布式應(yīng)是1s22s22p63s1。 答案　C 原子或離子核外電子排布屬于基態(tài)排布應(yīng)滿足構(gòu)造原理，注意滿足半滿、全滿、全

11、空穩(wěn)定狀態(tài)，洪特規(guī)則、泡利原理。 【變式訓(xùn)練】 1.下列關(guān)于同一原子中的基態(tài)和激發(fā)態(tài)說法中，正確的是(　　) A.基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時高 B.激發(fā)態(tài)時比較穩(wěn)定 C.由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)過程中吸收能量 D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時才會產(chǎn)生原子光譜 解析　激發(fā)態(tài)時能量較高，較不穩(wěn)定，A、B不正確。電子從較低能量的基態(tài)躍遷到較高能量的激發(fā)態(tài)時，也會產(chǎn)生原子光譜，D不正確。 答案　C 2.對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是(　　) A.電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時以光的形式釋放能量 B.電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時吸收除紅光以外的光線 C.氖原子獲得電

12、子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì) D.在電流的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 解析　霓虹燈之所以能發(fā)光，是因?yàn)殡娮游漳芰亢筌S遷到能量較高的軌道，能量較高軌道上的電子會很快以光的形式輻射能量而躍遷回能量較低的軌道。 答案　A 學(xué)習(xí)任務(wù)二　電子云與原子軌道 【合作交流】 20世紀(jì)20年代以來，現(xiàn)代模型(電子云模型)認(rèn)為電子繞核運(yùn)動形成一個帶負(fù)電荷的云團(tuán)，對于具有波粒二象性的微觀粒子在一個確定時刻其空間坐標(biāo)與動量不能同時測準(zhǔn)，這是德國物理學(xué)家海森堡在1926年提出的著名的不確定性原理。 1.電子云圖中的小黑點(diǎn)的含義是什么？小黑點(diǎn)的密度表示什么？ 提示　小黑點(diǎn)是電子在原子核外出現(xiàn)的概

13、率密度的形象表述。小黑點(diǎn)密度越大，表明概率密度越大。 2.電子在原子核外出現(xiàn)的概率有什么規(guī)律？ 提示　離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，電子云越密集。如2s電子云比1s電子云疏散。 3.不同能層的同種能級的原子軌道形狀是否完全相同？ 提示　不同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，但不完全相同。只是原子軌道的半徑不同，能級序數(shù)n越大，電子的能量越大，原子軌道的半徑越大。例如1s、2s、3s軌道均為球形，原子軌道半徑：r(1s)＜r(2s)＜r(3s)。 【點(diǎn)撥提升】 宏觀物體的運(yùn)動與微觀電子的運(yùn)動對比 1.宏觀物體的運(yùn)動有確定的運(yùn)動軌跡，可以準(zhǔn)確測出其在某一時刻所處的位置及運(yùn)行的速度，描

14、繪出其運(yùn)動軌跡。 2.由于微觀粒子質(zhì)量小、運(yùn)動空間小、運(yùn)動速度快，不能同時準(zhǔn)確測出其位置與速度，所以對于核外電子只能確定其在原子核外各處出現(xiàn)的概率。 (1)電子云圖表示電子在核外空間出現(xiàn)概率密度的相對大小。電子云圖中小黑點(diǎn)密度越大，表示電子出現(xiàn)的概率密度越大。 (2)電子云圖中的小黑點(diǎn)并不代表電子，小黑點(diǎn)的數(shù)目也不代表電子真實(shí)出現(xiàn)的次數(shù)。 (3)由氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖可知，在離原子核越近的空間電子出現(xiàn)的概率越大；電子云的外圍形狀具有不規(guī)則性。 (4)電子云圖很難繪制，使用不方便，故常使用電子云輪廓圖。 【例2】　關(guān)于電子云的敘述不正確的是(　　) A

15、.電子云是用小點(diǎn)的疏密程度來表示電子在空間出現(xiàn)概率密度大小的圖形 B.電子云實(shí)際是電子運(yùn)動形成的類似云一樣的圖形 C.小點(diǎn)密集的地方電子在那里出現(xiàn)的概率密度大 D.軌道不同，電子云的形狀也不一樣 解析　用統(tǒng)計的方法描述電子在核外空間出現(xiàn)的概率密度大小的圖形稱為電子云；常用小點(diǎn)的疏密程度來表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的大小。小點(diǎn)密集的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度大，小點(diǎn)稀疏的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度小。 答案　B 注意對電子云概念的理解和原子結(jié)構(gòu)的理解，電子云只能描述電子運(yùn)動在一定區(qū)域的幾率。 【變式訓(xùn)練】 3.下列說法正確的是(　　) A.不同的原子軌

16、道形狀一定不相同 B.p軌道呈啞鈴形，因此p軌道上的電子運(yùn)動軌跡呈啞鈴形 C.2p能級有3個p軌道 D.氫原子的電子運(yùn)動軌跡呈球形 解析　不同能級的原子軌道形狀可以相同，如1s、2s能級的原子軌道都是球形，只是半徑不同，A錯?，F(xiàn)在的技術(shù)無法測定電子在原子核外的運(yùn)動軌跡，原子軌道只是體現(xiàn)電子的運(yùn)動狀態(tài)，B、D錯。任何能層的p能級都有3個p軌道，C正確。 答案　C 4.下面有關(guān)“核外電子的運(yùn)動狀態(tài)”的說法，錯誤的是(　　) A.各原子軌道的伸展方向按p、d、f的順序分別為3、5、7 B.只有在電子層、原子軌道、原子軌道伸展方向及電子的自旋狀態(tài)都確定時，電子的運(yùn)動狀態(tài)才能被確定下來

17、 C.原子核外可能有兩個電子的運(yùn)動狀態(tài)是相同的 D.原子軌道伸展方向與能量大小是無關(guān)的 解析　原子核外不可能有運(yùn)動狀態(tài)相同的兩個電子。 答案　C 學(xué)習(xí)任務(wù)三　泡利原理和洪特規(guī)則 德國人弗里德里?！ず樘?F.Hund)根據(jù)大量光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出一個規(guī)律，即電子分布到能量簡并的原子軌道時，優(yōu)先以自旋相同的方式分別占據(jù)不同的軌道，因?yàn)檫@種排布方式原子的總能量最低。所以在能量相等的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道。 【合作交流】 1.第3能層中的電子都比第4能層中的電子能量低嗎？ 提示　不一定，如3d＞4s。 2.泡利原理和洪特規(guī)則有何區(qū)別？ 提示　泡利原理：在一個原子軌

18、道里最多只能容納2個電子，而且它們的自旋狀態(tài)相反；洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。 3.指出下列核外電子排布圖的書寫分別違背了什么原則？ ①2p軌道上有3個電子的原子： ②2p軌道上有2個電子的原子： ③基態(tài)P原子：1s22s22p63s23p3p ④4s軌道上有2個電子的原子： ⑤3d軌道上有8個電子的原子： 提示?、佗冖邰葸`背了洪特規(guī)則，當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同。④違背了泡利原理，一個原子軌道最多只容納2個電子，而且這2個電子的自旋方向相反。

19、 【點(diǎn)撥提升】 核外電子排布的表示方法 原子(離 子)結(jié)構(gòu) 示意圖 含義 將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子 實(shí)例 電子排 布式 含義 用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式 實(shí)例 K：1s22s22p63s23p64s1 簡化電子 排布式 含義 為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號表示 實(shí)例 K：[Ar]4s1 價電子 排布式 含義 主族元素的價層電子指最外層電子，價層電子排布式即最外層電子排布式 實(shí)例 Al：3s23p1 電子排布圖 含

20、義 每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子 實(shí)例 電子式 含義 化學(xué)中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子，相應(yīng)的式子叫做電子式 實(shí)例 【例3】　下列表達(dá)方式正確的是(　　) A.Na＋的電子排布圖： B.硫離子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p4 C.碘化銨的電子式： D.H2O的電子式： 解析　A項(xiàng)違反泡利原理；B項(xiàng)硫離子的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p6；C項(xiàng)碘化銨的電子式應(yīng)為；只有D項(xiàng)正確。 答案　D 注意把握電子排布規(guī)律及化學(xué)用語的規(guī)范應(yīng)用， 在表達(dá)陰、陽離子的核外電子排布狀況時，務(wù)必注

21、意離子與原子之間的電子數(shù)目關(guān)系。 【變式訓(xùn)練】 5.某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了(　　) A.泡利原理 B.能量最低原理 C.洪特規(guī)則 D.洪特規(guī)則特例 解析　p能級有三個軌道，據(jù)泡利不相容原理，每個軌道最多排2個電子，故p能級最多排6個電子，不可能排7個，故違背泡利原理。 答案　A 6.下列原子的價層電子排布圖正確的是(　　) 解析　A的2p軌道應(yīng)各排布一個電子且自旋狀態(tài)相同，B的2s軌道中兩個電子的自旋狀態(tài)應(yīng)相反，D的2s軌道中排滿兩個電子后才排2p軌道。 答案　C 7.(1)以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。試判斷，哪些違

22、反了泡利原理？________，哪些違反了洪特規(guī)則？________。 (2)某元素的激發(fā)態(tài)(不穩(wěn)定狀態(tài))原子的電子排布式為1s22s22p63s13p33d2，則該元素基態(tài)原子的電子排布式為________；其最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是________________。 (3)將下列多電子原子的原子軌道按軌道能量由低到高順序排列。 ①2s　②3d?、?s　④3s?、?p　⑥3p 軌道能量由低到高排列順序是____________(填序號)。 解析　(1)同一軌道中不應(yīng)有自旋狀態(tài)相同的電子，③違反了泡利原理；②中成單電子自旋狀態(tài)應(yīng)相同，④中5個電子應(yīng)分占5個軌道，⑥中成單電

23、子自旋狀態(tài)應(yīng)相同，所以②④⑥違反了洪特規(guī)則。(2)3p能量小于3d，激發(fā)態(tài)為1s22s22p63s13p33d2，基態(tài)應(yīng)為1s22s22p63s23p4。此原子核外電子數(shù)為16，其質(zhì)子數(shù)也為16，該元素為硫元素，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是H2SO4。 答案　(1)③?、冖堍? (2)1s22s22p63s23p4　H2SO4 (3)①④⑥③②⑤ 8.(1)元素Mn與O中，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。 (2)基態(tài)Ge原子有________個未成對電子。 (3)鎳元素基態(tài)原子的3d能級上的未成對電子數(shù)為________。 (4)基態(tài)Fe原子有_______

24、_個未成對電子。 (5)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________。 (6)Cu的價層電子排布圖為________。 答案　(1)Mn　(2)2　(3)2　(4)4　(5)N　球形 (6) 分層訓(xùn)練 基礎(chǔ)練 1.下列有關(guān)電子云的敘述中，正確的是(　　) A.電子云形象地表示了電子在核外某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率 B.電子云直觀地表示了核外電子的數(shù)目 C.1s電子云界面圖是一個球面，表示在這個球面以外，電子出現(xiàn)的概率為零 D.電子云是電子繞核運(yùn)動形成了一團(tuán)帶負(fù)電荷的云霧 解析　電子云表示電子在核外單位體積

25、內(nèi)出現(xiàn)的概率大小，小黑點(diǎn)的疏密表示出現(xiàn)概率密度的大小，密則概率密度大，疏則概率密度小，故A正確。 答案　A 2.下列離子中d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)的是(　　) A.Cr3＋ B.Cu＋ C.Co3＋ D.Fe3＋ 解析　Cr3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，d軌道不是半充滿狀態(tài)，故A錯誤；Cu＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，d軌道處于全滿狀態(tài)，故B錯誤；Co3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，d軌道不是半充滿狀態(tài)，故C錯誤；Fe3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)

26、，故D正確。 答案　D 3.下列對核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述正確的是(　　) A.電子的運(yùn)動與行星的運(yùn)動相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉(zhuǎn) B.能層數(shù)為3時，有3s、3p、3d、3f四個軌道 C.氫原子中只有一個電子，故氫原子只有一個軌道 D.在同一能級上運(yùn)動的電子，其運(yùn)動狀態(tài)肯定不同 解析　A項(xiàng)，質(zhì)量很小的電子在做高速運(yùn)動時，其運(yùn)動規(guī)律跟普通物體不同，電子沒有確定的運(yùn)動軌道；B項(xiàng)，第三能層只有3s、3p、3d三個能級，而3s能級有1個軌道、3p能級有3個軌道、3d能級有5個軌道，故第三能層有9個軌道；C項(xiàng)，氫原子中只有1個電子，在1s軌道，但還存在其他空軌道；D項(xiàng)，電子的運(yùn)動狀

27、態(tài)與能層、能級和自旋狀態(tài)有關(guān)，在同一原子內(nèi)部沒有兩個電子存在完全相同的運(yùn)動狀態(tài)。 答案　D 4.當(dāng)碳原子的核外電子排布由1s22s22p2轉(zhuǎn)變?yōu)?s22s12p3時，下列說法正確的是(　　) A.碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài) B.碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài) C.該過程將產(chǎn)生發(fā)射光譜 D.碳原子要向外界環(huán)境釋放能量 解析　從碳原子的核外電子排布變化來看，2s一個電子躍遷到2p，能量升高，產(chǎn)生吸收光譜，A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯誤。 答案　A 5.下列對核外電子運(yùn)動狀況的描述正確的是(　　) A.同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多 B.當(dāng)碳原子的核外電子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r，這一

28、過程中釋放能量 C.3p2表示3p能級有兩個軌道 D.在同一能級上運(yùn)動的電子，其運(yùn)動狀態(tài)可能相同 解析　同一原子中，不同能層、相同能級的軌道數(shù)相同，故A錯誤；為激發(fā)態(tài)碳原子的核外電子排布，能量較高，為基態(tài)碳原子的核外電子排布，原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)要放出能量，故B正確；3p2表示3p能級有2個電子，故C錯誤；在同一能級上運(yùn)動的電子，其運(yùn)動狀態(tài)不同，故D錯誤。 答案　B 6.以下電子排布式是基態(tài)原子的電子排布式的是(　　) A.1s12s1 B.1s22s12p1 C.1s22s22p63s2 D.1s12s12p63p1 解析　根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)原子的核外電子的排布總是優(yōu)先占

29、據(jù)能量低的能級，填滿后再逐一填充能量高的能級。低能量的能級沒填滿就填高能量的能級的原子處于激發(fā)態(tài)。A項(xiàng)，1s12s1為激發(fā)態(tài)；B項(xiàng)1s22s12p1為激發(fā)態(tài)；D項(xiàng)1s12s12p63p1為激發(fā)態(tài)；只有C項(xiàng)處于基態(tài)。 答案　C 7.下列有關(guān)碳原子的電子排布圖中，能量最低的是(　　) 解析　根據(jù)洪特規(guī)則，原子的核外電子在能量相同的軌道上排布時，電子盡可能分占不同的軌道且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低。A中2p軌道上兩個電子擠在同一個軌道上，B、C中兩個軌道上電子的自旋狀態(tài)相反，均與洪特規(guī)則相違背，只有D中的排布符合洪特規(guī)則，能量最低。 答案　D 8.下列有關(guān)電子云和原子軌道的

30、說法中，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能級原子軌道呈球形，處于該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動 C.p能級原子軌道呈啞鈴狀，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多 D.p能級原子軌道與s能級原子軌道的平均半徑都隨能層序數(shù)的增大而增大 解析　電子云表示電子在核外某一區(qū)域出現(xiàn)的概率密度分布，故A項(xiàng)錯誤；原子軌道是電子出現(xiàn)概率為90%的電子云空間，這只是表明電子在這一空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會大，在此空間區(qū)域外出現(xiàn)的機(jī)會少，故B項(xiàng)錯誤；無論能層序數(shù)n如何變化，每個p能級都有3個原子軌道且相互垂直，故C項(xiàng)錯誤；同一原子的能層越高，對應(yīng)能層電子的能量

31、越高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會越大，電子云將向更大的空間擴(kuò)展，原子軌道半徑會增大。 答案　D 9.下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯誤的是(　　) A.1s22s22p63s23p2 B.[Ne]3s23p2 解析　A、B兩項(xiàng)是電子排布式，C、D兩項(xiàng)是電子排布圖，其中C項(xiàng)違背了洪特規(guī)則，故錯誤。 答案　C 10.(1)處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。 (2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為________；Cu的基態(tài)原子最外層有________個電子

32、。 (3)釩(23V)是我國的豐產(chǎn)元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。 釩在元素周期表中的位置為________________，其價層電子排布圖為________________。 (4)Na位于元素周期表第________周期第________族；S的基態(tài)原子核外有________個未成對電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為________。 (5)Cu＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 (6)基態(tài)Fe原子有________個未成對電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為________________。 (7)31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是______________

33、__。 (8)鋁原子核外電子云有________種不同的伸展方向，有________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。 (9)基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為________________。 (10)Se原子序數(shù)為________，其核外M層電子的排布式為________。 (11)可正確表示原子軌道的是________。 A.2s B.2d C.3pz D.3f 解析　(1)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布通常用電子云來形象化描述。C的電子排布圖為 ，所以其基態(tài)原子中核外存在2對自旋狀態(tài)相反的電子。 (2)N元素的原子序數(shù)為7，基態(tài)原子的核外電子排布為1s22s22p3；Cu元素

34、位于第四周期ⅠB族，基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，最外層有1個電子。 (3)釩在元素周期表中的位置為第四周期ⅤB族，其價層電子排布式為3d34s2，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理，價層電子排布圖為：。 (4)Na()元素位于元素周期表第三周期第ⅠA族；Si原子核外電子數(shù)為14，基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。 (5)Cu為29號元素，基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu＋的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。 (6)基態(tài)Fe原子核外電子排布為1s22s22p63s23p6

35、3d64s2，所以有4個未成對電子，失去2個4s電子、1個3d電子形成Fe3＋，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。 (8)鋁原子核外電子云有s、p，分別有1、3種伸展方向；其核外有13個電子，則有13種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。 (9)Mn的核外電子數(shù)為25，基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。 (10)Se位于第四周期，與S的原子序數(shù)相差18，故其原子序數(shù)為34；其核外M層有18個電子，故M層的電子排布式為3s23p63d10。 (11)L能層只有2s、2p能級，M能層只有3s、3p、3d能級，故選A、C。 答案　(1)電

36、子云　2 (2)1s22s22p3　1 (3)第四周期第ⅤB族　 (4)三?、馎　2　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 (5)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (6)4　1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 (8)4　13 (9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (10)34　3s23p63d10 (11)AC 素養(yǎng)練 11.按要求填空。 (1)17Cl的電子排布式：__________________

37、_______________。 (2)17Cl的價電子排布式：__________________________________。 (3)17Cl－的電子式：__________________________________。 (4)17Cl的價電子排布圖：____________________________________。 (5)17Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖：____________________________________。 (6)第四周期中最外層只有1個電子的所有基態(tài)原子的簡化電子排布式：______________________________________

38、_________________。 解析　解本題的關(guān)鍵是掌握(簡化)電子排布式、價電子排布式、電子式、價電子排布圖、原子結(jié)構(gòu)示意圖的區(qū)別。(1)～(5)主要考查電子排布式、價電子排布式、電子式、價電子排布圖、原子結(jié)構(gòu)示意圖的區(qū)別。(6)第四周期最外層只有1個電子的基態(tài)原子的最外層電子排布式為4s1，此時3s、3p軌道應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空、半充滿或全充滿，即其簡化電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。 答案　(1)1s22s22p63s23p5　(2)3s23p5　(3) (5) (6)[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d1

39、04s1 12.A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨? (1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，該原子的電子排布圖為________。 (2)B元素的負(fù)一價離子與C元素的正一價離子的電子排布式都與氬原子相同，B元素的符號為________，C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________。 (4)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，E的元素符號為________，其價電子排布圖為________。 解析　(1)根據(jù)A元素

40、基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，可知該元素的基態(tài)原子有2個電子層，共有7個電子，是N元素，其電子排布圖為。(2)B元素的負(fù)一價離子與C元素的正一價離子的電子排布式與氬原子相同，即都有18個電子，則B元素為Cl，C元素為K，K＋的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，即三價陽離子的構(gòu)型為3d5，則原子的價電子構(gòu)型為3d64s2，即為26號Fe元素，其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有1個未成對電子，可知其價電子構(gòu)型為3d104s1，所以E為Cu元素，其價電子排布圖為。 答

41、案　(1) (2)Cl　 (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (4)Cu　 13.有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外僅有一個非空原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素；B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等；D元素的原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿狀態(tài)。 (1)寫出四種元素的元素符號：A________，B________，C________，D________。 (2)寫出C、D兩種元素基態(tài)原子的核外電子排布圖： C_______________

42、________________________________________。 D_______________________________________________________。 (3)寫出B、C兩種元素的單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________。 (4)B元素的單質(zhì)的電子式為________，其簡單氫化物的電子式為________。 解析　A是宇宙中最豐富的元素，且原子核外僅有一個非空原子軌道，則A為氫；B元素原子的核外電子排布式為1s22s22p3，則B為氮；

43、C元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2，則C為鎂；D元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，則D為磷。 答案　(1)H　N　Mg　P (3)N2＋3MgMg3N2 14.按照下列元素基態(tài)原子的電子排布特征回答問題。 A元素的原子中只有一個能層且只含1個電子；B元素的原子3p軌道上得到1個電子后不能再容納外來電子；C元素的原子2p軌道上有1個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反；D元素的原子第三能層上有8個電子，第四能層上只有1個電子；E元素的原子最外層電子排布式為3s23p6；F為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等。 (1)寫出由A、B

44、、C、D中的三種元素組成的化合物的化學(xué)式：_______________________________________________________ _______________________________________________________(至少寫出5個)。 (2)寫出F元素基態(tài)原子的電子排布圖：_______________________________________________________ _______________________________________________________。 (3)寫出用上述元素組成的物質(zhì)制得A的單質(zhì)的

45、化學(xué)方程式：_______________________________________________________、 _______________________________________________________(至少寫出2個)。 (4)檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠨＋，可通過________反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)；檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠦－，通常所用的試劑是________和________。 (5)寫出E的元素符號：________，要證明太陽上是否含有E元素，可采用的方法是______________________________________________________

46、_。 解析　A元素的原子中只有一個能層且只含1個電子，A是H；B元素的原子3p軌道上得到1個電子后不能再容納外來電子，則3p軌道上原有5個電子，B是Cl；C元素的原子2p軌道上有1個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反，說明該原子的2p軌道上有4個電子，C是O；D元素的原子第三能層上有8個電子，第四能層上只有1個電子，則D是K；E元素原子的最外層電子排布式為3s23p6，E是Ar；F為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等，則F元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2，F(xiàn)為Mg。 答案　(1)KOH、KClO、KClO3、KClO4、HClO、HClO3、HClO4(其他合理答案均可) (3)2H2O2H2↑＋O2↑　2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ (4)焰色　AgNO3溶液　稀硝酸 (5)Ar　對太陽光進(jìn)行光譜分析