第一章　第一節(jié)　第3課時一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)1．以下對核外電子運動狀況的描述正確的是( D )A．電子的運動與行星相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉B．能量低的電子只能在s軌道上運動，能量高的電子總是在f軌道上運動C．能層序數(shù)越大，s原子軌道的半徑越小D．在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)肯定不同解析：電子運動不是圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉，只是在某個區(qū)域出現(xiàn)的概率大些，故A錯誤；能量高的電子也可以在s軌道上運動，如7s軌道上的電子能量也很高，比4f能量還高，故B錯誤；能層序數(shù)越大，電子離原子核越遠，所以能層序數(shù)越大，s軌道上的電子距離原子核越遠，則s原子軌道的半徑越大，故C錯誤；同一能級上的同一軌道上最多排2個電子，兩個電子的自旋方向不同，則其運動狀態(tài)肯定不同，所以在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)肯定不同，故D正確。2．(2023·鹽城高二檢測)原子的第四能層填充有2個電子的元素種數(shù)為( D )A．1種  B．10種 C．11種  D．9種解析：第四能層填充有2個電子，即4s2，則第3能層一定填充了3s23p6，但由于3d在4s后面填充，所以3d可能沒有電子，也可能填滿了電子，即從3d0到3d10均可能，但是不存在3d44s2和3d94s2，所以總共有9種。3．在d軌道中電子排布成，而不排布成，遵循的是( D )A．能量最低原理　　　　 B．泡利原理C．原子軌道構造原理   D．洪特規(guī)則解析：洪特規(guī)則表明，當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)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同。4．(2023·濟寧高二檢測)下列說法正確的是( B )A．概率密度的大小體現(xiàn)了電子數(shù)目的多少B．核外電子的運動規(guī)律與普通物體不同，不能用牛頓運動定律來解釋C．基態(tài)P原子的2p電子的電子云和3p電子的電子云均為啞鈴形，所以完全相同D．氫原子的電子云圖像一定不可能為啞鈴形解析：電子云表示電子在原子核外空間某處出現(xiàn)概率的大小，A錯誤；原子核外電子運動不同于宏觀物體，所以不能用牛頓運動定律來解釋，B正確；基態(tài)P原子的2p電子的電子云和3p電子的電子云均為啞鈴形，但大小不同，C錯誤；基態(tài)氫原子的電子處于1s軌道，電子云形狀為球形，但若發(fā)生躍遷進入p、d等其他能級，則電子云的形狀將發(fā)生改變，D錯誤。5．(2023·臨川高二檢測)下列有關原子核外電子的能量與運動狀態(tài)的說法正確的是( B )A．在同一原子中，2p、3p、4p……能級的原子軌道數(shù)依次增多B．在同一能級上運動的電子，其能量一定相同C．氫的K層和Na的M層均只有一個電子，所以氫的K層和Na的M層軌道數(shù)目相同D．在同一原子中，1s、2s、3s、4s……能級的原子軌道的平均半徑相同解析：在同一原子中，無論是2p、3p還是4p能級都有三個互相垂直的原子軌道，A項錯誤；決定電子能量的是能層和能級，也就是說，處于同一能層相同能級上的電子，即使處在不同的原子軌道上，其能量也是相同的，B項正確；雖然氫的K層和Na的M層均只有一個電子，但K和M層的軌道數(shù)目不相等，分別為1個和9個，C項錯誤；雖然s能級上的原子軌道的形狀都是球形，但按照1s、2s、3s、4s……的順序，電子的能量依次增大，電子在離核更遠的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云向更大的空間擴展，原子軌道的平均半徑逐漸增大，D項錯誤。6．某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了( A )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。7．下面是第二周期部分元素基態(tài)原子的電子排布圖，據(jù)此下列說法錯誤的是( D )A．每個原子軌道里最多只能容納2個電子B．電子排在同一能級時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道C．每個能層所具有的能級數(shù)等于能層的序數(shù)(n)D．若同一能級的原子軌道里有2個電子，則其自旋狀態(tài)一定相反解析：由題給的四種元素原子的電子排布圖可知，在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，即符合泡利原理，A正確；當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，即符合洪特規(guī)則，B正確；任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)，C正確；若在一個原子軌道里有2個電子，則它們的自旋狀態(tài)相反，若在同一能級的不同軌道里有2個電子，則自旋狀態(tài)相同，故D錯誤。8．下列說法錯誤的是( A )A．ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量B．6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理解析：A項，各能級能量由低到高的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……，ns電子的能量一定高于(n－1)p電子的能量；B項，對于C原子來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應以自旋狀態(tài)相同的方式排布在兩個不同的2p軌道上，違反了洪特規(guī)則；C項，根據(jù)軌道能量高低順序可知E(4s)<E(3d)，對于21Sc原子來說，最后3個電子應先排滿4s軌道，再排3d軌道，電子排布式應為1s22s22p63s23p63d14s2，故違反了能量最低原理；D項，對于22Ti原子來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違反了泡利原理。9．對于基態(tài)原子電子排布規(guī)則，以下表述正確的是( D )A．按洪特規(guī)則每個電子層的電子容量為2n2個B．當軌道處于全充滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，故35Br的電子排布式為[Ar]3d104s14p6C．原子中核外電子的排布是根據(jù)三規(guī)則提出的而非自然形成的D．能量最低原理解決了電子在不同電子層中的排布順序問題解析：泡利不相容原理確定了每個電子層最多容納2n2個電子，A錯誤；溴原子核外電子排布為[Ar]3d104s24p5，B錯誤；原子核外電子的排布是自然形成的，人們經過研究發(fā)現(xiàn)核外電子的排布呈現(xiàn)一定的規(guī)律，C錯誤。10．(2023·張家口高二檢測)下列敘述正確的是( A )A．各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序分別為1、3、5、7B．各能層的能級都是從s能級開始到f能級結束C．鉀的M層有8個電子，所以鉀的M層有4個軌道D．各能層含有的原子軌道數(shù)為2n2解析：各能級的原子軌道數(shù)取決于原子軌道在空間的分布情況，s、p、d、f能級分別含有1、3、5、7個原子軌道，A正確；各能層的能級都是從s能級開始，但能級數(shù)等于能層序數(shù)，不一定到f能級結束，B不正確；鉀的M層雖然只有8個電子，但是含有的軌道數(shù)目為9個，C不正確；各能層含有的原子軌道數(shù)為n2個，D不正確。11．下列說法或化學用語表達正確的是( D )A．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運動B．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C．某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，屬于激發(fā)態(tài)D．Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6解析：s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子除在球殼內運動，還在球殼外運動，只是在球殼外運動概率較小，故A錯誤；p能級含有3個原子軌道，不同能層上的p能級含有的軌道數(shù)相同，故B錯誤；當軌道中的電子處于半滿或全滿狀態(tài)時，能量較低，屬于穩(wěn)定狀態(tài)，所以某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1處于低能態(tài)，故C錯誤；Fe為26號元素，原子核外有26個電子，F(xiàn)e原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d62s2，失去2個電子形成Fe2＋，則Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，故D正確。12．關于電子云的敘述不正確的是( B )A．電子云是用小點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．電子云實際是電子運動形成的類似云一樣的圖形C．小點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。小點密集的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度大，小點稀疏的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度小。二、非選擇題13．下表列出了核電荷數(shù)為21～25的元素的最高正價，回答下列問題：元素名稱鈧鈦釩鉻錳元素符號ScTiVCrMn核電荷數(shù)2122232425最高正價＋3＋4＋5＋6＋7(1)寫出下列元素基態(tài)原子的核外電子排布式：Sc：_1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)__。Ti：_1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)__。V：_1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)__。Mn：_1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)__。(2)已知基態(tài)鉻原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，其并未嚴格按照基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序進行排布，為什么核外電子這樣排布呢？_由洪特規(guī)則的特例可知，能量相同的原子軌道半充滿狀態(tài)一般比較穩(wěn)定__。(3)對比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正價，你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_五種元素的最高正價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外層s軌道上的電子和次外層d軌道上的電子數(shù)目之和__。解析：(1)根據(jù)原子序數(shù)和基態(tài)原子核外電子排布原則可以寫出4種元素原子的核外電子排布式。(2)由洪特規(guī)則的特例可知，能量相同的原子軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)一般比較穩(wěn)定。(3)由最高正價數(shù)值與對應的核外電子排布式，可以得出21～25號元素最高正價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外層s軌道上的電子和次外層d軌道上的電子數(shù)目之和。14．推導下列元素，回答有關問題：(1)具有1個4p電子的元素為_鎵__(寫元素名稱，下同)，簡化電子排布式為_[Ar]3d104s24p1__。(2)N層只有1個電子的主族元素是_鉀__，其氯化物的焰色反應呈_(淺)紫__色，其原子核外有_19__種不同運動狀態(tài)的電子。(3)3d能級全充滿，4s能級只有1個電子的元素為_銅__，原子序數(shù)為_29__。(4)離子M2＋的3d軌道中有5個電子，則M原子的最外層電子數(shù)和未成對電子數(shù)分別為_2__和_5__。(5)原子序數(shù)小于36的元素X和Y，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且Y的原子序數(shù)比X大2，則Y的基態(tài)原子的價電子排布式是_3d84s2__，X在參與化學反應時，1個原子失去的電子數(shù)為_2個或3個__。解析：既處于同一周期又位于同一族的元素在第Ⅷ族。則X和Y分別為Fe和Ni。15．下表為元素周期表中第四周期的部分元素(從左到右按原子序數(shù)遞增排列)，根據(jù)要求回答下列各小題：KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGe(1)在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中，4s軌道只有1個電子的元素有_鉀、鉻、銅__(填元素名稱)。(2)寫出Cr3＋的電子排布式：_1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)__。(3)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有_5__種。解析：(1)由核外電子排布軌道能量順序可知，4s軌道只有1個電子，則3d軌道可能為0(全空)、5(半充滿)、10(全充滿)，則有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分別為鉀、鉻、銅。(2)Cr失去3個電子生成Cr3＋，則電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。(3)分周期一一討論，第一周期中基態(tài)原子中未成對電子數(shù)為1個的是氫原子，第二周期中基態(tài)原子中未成對電子數(shù)為2個的可以是1s22s22p2或1s22s22p4，是碳原子或氧原子，第三周期中基態(tài)原子中未成對電子數(shù)為3個的可以是1s22s22p63s23p3，是磷原子，第四周期中基態(tài)原子中未成對電子數(shù)為4個的只能是過渡元素，符合條件的只有鐵原子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，因此共有5種元素符合題意。16．(2023·晉中高二檢測)根據(jù)相關物質結構理論，回答下列問題：(1)以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布圖及Sc的電子排布式。試判斷，違反了泡利原理的是_②__，違反了洪特規(guī)則的是_③__，違反了能量最低原理的是_⑤__。⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3(2)某種原子的結構示意圖為。則該原子的核電荷數(shù)x取值范圍為_20≤x≤30__。(3)鐵元素常見的離子有Fe2＋和Fe3＋，穩(wěn)定性Fe2＋_小于__Fe3＋(填“大于”或“小于”)，原因是_Fe2＋的價電子排布式為3d6，F(xiàn)e3＋的價電子排布式為3d5，F(xiàn)e3＋的3d能級為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定__。解析：(1)①，電子排布正確；②，違反了兩電子在一個軌道內自旋狀態(tài)相反的原理，即泡利原理；③，違反了電子要優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道的原理，即洪特規(guī)則；④，書寫正確；⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3，電子排布應3p排布完后先排4s能級，未遵循能量最低原理。(2)某種原子的結構示意圖為。若該原子的第三層為8個電子，則x＝20，若第三層排滿18個電子，則x＝30。(3)鐵元素常見的離子有Fe2＋和Fe3＋，F(xiàn)e2＋的3d能級有6個電子，F(xiàn)e3＋的3d能級半滿，更穩(wěn)定，故穩(wěn)定性Fe2＋小于Fe3＋。17．有四種短周期元素，與其相關的結構、性質等信息如下表所述：元素結構、性質等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應堆的導熱劑BB與A同周期，其最高價氧化物對應水化物具有兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最高的元素，其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑請根據(jù)表中信息回答下列問題：(1)A元素基態(tài)原子的電子排布式為_1s22s22p63s1__。(2)B元素在元素周期表中的位置為_第三周期第ⅢA族__。(3)C基態(tài)原子的軌道表示式是 　，其原子核外有_3__個未成對電子，能量最高的電子為_2p__軌道上的電子，其原子軌道呈_啞鈴__形。(4)D原子的電子排布式為_1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)__，D－的結構示意圖是 　。(5)B的最高價氧化物對應的水化物與A的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式為 NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O　，B的最高價氧化物對應的水化物與D的氫化物的水溶液反應的化學方程式為 3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O　。解析：根據(jù)同周期和同主族元素原子半徑的變化規(guī)律可知，短周期元素中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素是Na，且鈉與鉀的合金是原子反應堆的導熱劑；與鈉元素同周期且最高價氧化物對應的水化物具有兩性的元素是Al；NH3極易溶于水，且可用作制冷劑，故C元素是N；海水中除氫、氧元素外含量最高的元素D是Cl，其單質(Cl2)或化合物(ClO2等)可用作自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑。 

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第一節(jié) 原子結構

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