基态原子的核外电子排布原子轨道课后作业

第一节原子结构基态原子的核外电子排布原子轨道一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)\a\vs4\al(2022·山东滨州高二检测)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轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现概率的多少\a\vs4\al(2022·广东高二检测)下列说法正确的是()能级的能量总小于p能级的能量的电子云半径比1s电子云半径大，说明2s的电子云比1s的多C.当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满一个轨道(1个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋状态相反)，然后再占据其他原子轨道能级中最多可容纳14个电子\a\vs4\al(2022·山东日照高二检测)第4层所含有的原子轨道种类数、原子轨道数目和最多容纳电子数分别为()、9、18B．4、12、24、16、32D．4、16、32\a\vs4\al(2022·河南高二检测)当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是()A.镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B.镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C.转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D.转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似5.若某基态原子的价电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是()A.该元素基态原子中共有3个电子B.该元素原子核外有5个电子层C.该元素原子最外层共有3个电子D.该元素原子M能层共有8个电子\a\vs4\al(2022·南京高二检测)在d轨道中电子排布成eq\x(↑)eq\x(↑)eq\x(↑)eq\x(↑)eq\x()，而不排布成eq\x(↑↓)eq\x(↑↓)eq\x()eq\x()，其直接的根据是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子轨道能级图D.洪特规则\a\vs4\al(2022·江苏高二检测)下列叙述正确的是()A.[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布B.铬原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s13d5C.铜原子的外围电子排布式是3d94s2D.氮原子的电子排布图是\a\vs4\al(2022·试题调研)已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下：11X：1s22s22p619Y：1s22s22p63s23p620Z：1s22s22p63s23p6若将上述三种微粒归为同一类，下列微粒中也可归为此类的是()A.B.C.D.9.在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是()A.能量最低原理B.泡利原理C.洪特规则D.能量最低原理和泡利原理\a\vs4\al(2022·河北高二检测)某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法中不正确的是()A.该元素原子中共有25个电子B.该元素原子核外有4个能层C.该元素原子最外层共有2个电子D.该元素原子M电子层共有8个电子11.下列元素的原子，未成对电子数最多的是()B．ClD．Cr\a\vs4\al(2022·经典习题选萃)下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是()能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为ls22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子和价电子排布为4s24p5的原子能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子二、非选择题(本题包括5小题，共40分)13.(6分)eq\a\vs4\al(2022·试题调研)下列原子或离子的电子排布的表示方法中，正确的是____________，违反了能量最低原理的是____________，违反洪特规则的是____________。①Ca2＋：1s22s22p63s23p6②F－：1s22s23p6④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2＋：1s22s22p614.(8分)eq\a\vs4\al(2022·山东聊城高二检测)现有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元素原子核外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1，C为金属元素且原子核外p轨道电子数和s轨道电子数相等，D元素的原子核外所有p轨道全充满或半充满。(1)写出四种元素的元素符号：A_______，B_______，C_______，D_______。(2)写出C、D两种基态原子核外电子排布图：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)写出B元素单质和氢化物的电子式：单质____________，氢化物____________。15.(10分)eq\a\vs4\al(2022·试题调研)A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，C的最外层有三个未成对电子，E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题：A为__________(写出元素符号，下同)，电子排布式是_____________________；B为__________，简化电子排布式是_____________________________________；C为__________，价电子排布式是____________________________________；D为__________，电子排布图是________________________________________；E为__________，原子结构示意图是____________________________________。16.(8分)eq\a\vs4\al(2022·经典习题选萃)元素A～D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中信息回答下列问题。元素ABCD性质或结构信息单质制成的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远工业上通过分离液态空气获得其单质。分子中有三对共用电子单质常温、常压下是气体，原子的M层有一个未成对的p电子＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同(1)下列电子排布图中哪个是基态B原子的()(2)A元素基态原子的电子排布式：__________。(3)D与C形成的化合物主要是从海水中获取的，写出利用D与C形成的化合物制取D单质的化学方程式：________________________________________。(4)发射“神八”“天宫”的火箭二级燃料由B元素与H元素形成的液态化合物B2H4提供，它燃烧时放出大量的热，并形成两种无毒无害的物质。写出该化合物燃烧的化学方程式：____________。(5)A和D两元素金属性较强的是(写元素符号)__________。写出能证明该结论的一个实验事实____________________。17.(8分)eq\a\vs4\al(2022·福建高二检测)设X、Y、Z代表三种元素。①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；②Z原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空。(1)Y元素是____________(填元素符号)，其原子的电子排布式为____________，Z元素原子的电子排布式为____________。(2)由X、Y、Z三种元素形成的含68个电子的盐类化合物的化学式是______________。

参考答案1.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。图中的小黑点不表示电子，而表示电子曾经出现过的位置。答案：D2.解析：同一能层中，s能级的能量小于p能级的能量，不同能层就有可能s能级(较高能层)的能量高于p能级(较低能层)的能量，A错误；2s的电子云半径比1s电子云半径大，说明2s的电子在离原子核较远的区域出现的概率比1s的电子大，B错误；当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占据不同的原子轨道而且自旋状态相同，C错误；nf能级有7个原子轨道，每一个原子轨道最多容纳两个电子，D正确。答案：D3.解析：第四能层含s、p、d、f四种原子轨道，原子轨道数为1＋3＋5＋7＝16，每个轨道最多容纳2个电子且自旋状态相反，即最多共容纳电子数为16×2＝32个。答案：D4.解析：基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，由基态转化成激发态，电子能量增大，需要吸收能量，故A正确；镁原子由ls22s22p63s2→1s22s22p63p2时，由基态转化成激发态，故B错误；同一轨道不可能有自旋状态相同的两个电子，故C错误；转化后镁原子与硅原子电子层结构不同，化学性质不同，故D错误。答案：A5.解析：根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见：该元素原子中共有39个原子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子。点拨：电子排布式的书写和正误判断(1)注意每一个能级电子分布，特别注意当电子数不能够填满所有原子轨道时，注意分布形式；(2)基态原子和激发态原子电子排布的不同。即抓住每一个能级的每一个原子轨道最多填充两个自旋状态相反的电子，而对于同一能级电子应该尽量分布于不同原子轨道。答案：B6.解析：本题考查学生对核外电子排布图的理解。当多电子排布在相同能级时分别占据不同的原子轨道且自旋状态相同为洪特规则。答案：D7.解析：解答本题时要注意以下两点：(1)符合电子排布三原则的是基态原子。(2)注意1号～36号元素中的两特殊元素24Cr和29Cu。具体选项分析如下：B项，在书写电子排布式时，不能按填充顺序书写；C项，d轨道应是全充满时稳定；D项违反了洪特规则。答案：A8.解析：11X、19Y、20Z都是金属阳离子。分析A～D微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A和D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子。答案：C9.解析：A中能量最低原理主要是电子排布先后顺序，洪特规则指的是排布相同能级电子时尽量占据不同轨道，且自旋方向相同。只有B选项泡利原理说明一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p能级有3个轨道，故最多可容纳6个电子。答案：B10.解析：从电子排布式看，该原子最高能级为4s2，故有4个能层，最外层有2个电子，B、C正确；各能级的电子数之和为25，A正确；M层电子排布为3s23p63d5，故该层电子数为13，D项错误。答案：D11.解析：分别写出四种原子的核外电子排布图，可以分别判断Ne、Cl、Fe、Cr的未成对电子数分别是0,1,4,6个。点拨：基态原子中未成对电子的快速判断方法(1)主族元素原子中未成对电子数：主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA未成对电子数1012321(2)副族和第Ⅷ族元素可以通过书写电子排布式的办法来进行判断。需要特别注意的是铬和铜两种元素，铬的基态原子中存在6个未成对电子，而不是4个，铜的基态原子中存在1个未成对的s电子而不是d电子。答案：D12.解析：A项，3p能级有一个空轨道，说明3p上填2个电子，因填1个电子有2个空轨道，填3个电子或3个以上电子无空轨道，则3p上有2个电子，3s上肯定已填满，价电子排布为3s23p2，因此A中两微粒相同。M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即：3s23p63d10，显然是锌元素，3d64s2是铁元素，B选项符合题意。C中价电子排布为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5；最外层电子数是核外电子总数eq\f(1,5)的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10不可能，同理，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子。D中2p能级有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子。答案：B13.解析：根据核外电子排布规律②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同，价电子排布应为：；④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为：1s22s22p63s23p63d54s1。⑤和⑥正确，⑦违反洪特规则，正确的应为。答案：①⑤⑥②③④⑦14.解析：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元素原子核外电子仅占据一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，则A为氢元素；B元素原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1，B原子核外电子排布为1s22s22p3，为氮元素；C为金属元素且原子核外p轨道电子数和s轨道电子数相等，处于第三周期，核外电子排布为1s22s22p63s2，则C为镁元素，D元素的原子核外所有p轨道全充满或半充满，原子序数大于Mg，则核外电子排布为1s22s22p63s23p3，则D为磷元素。(1)由上述分析可知，A为H；B为N；C为Mg；D为P。(2)C为Mg，D为P，基态原子核外电子排布图分别为(3)镁在氮气中燃烧生成氮化镁，反应方程式为3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())Mg3N2。(4)氮气和氨气的电子式分别为∶N⋮⋮N∶、答案：(