微专题(一)　原子结构与核外电子排布

物质的结构元素周期表与元素周期律专题三

[循图忆知—扩成面][易错判断—查漏点]1．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，排满M层再排N层

()2．霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关

()3．基态磷原子的电子排布图为

()4．Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1，它们不符合构造原理，可见构造原理是一个被理想化的思维模型

()×××√××××××微专题(一)

原子结构与核外电子排布目录目录123提能点(一)原子核外电子排布提能点(二)“两素”和“四同”的比较提能点(三)物质微观结构的化学用语4专题验收评价提能点(一)原子核外电子排布01(一)能层、能级及其含有的原子轨道能层KLMN能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f原子轨道数目11＋3＝41＋3＋5＝91＋3＋5＋7＝16最多容纳电子数目281832(二)电子云与原子轨道1．电子云(1)由于核外电子的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。(2)电子云轮廓图称为原子轨道。(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而增大。(3)能量关系相同能层上原子轨道能量的高低ns<np<nd<nf形状相同的原子轨道能量的高低1s<2s<3s<4s…同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相同(三)原子核外电子排布1．构造原理——确定电子填充能级顺序2．原子核外电子排布规律3．表示方法表示方法以硫原子为例原子结构示意图电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(轨道表示式)价电子排布式3s23p4(四)电子的跃迁与原子光谱1．电子的跃迁基态―→激发态激发态―→基态当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量2.原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。[注意]

①“七基色”按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。②基态、激发态及光谱示意图。[集训冲关]1．能级2p的三个轨道之间具有不同的(

)A．能量 B．形状C．空间伸展方向 D．可容纳电子数答案：C

解析：同一能级，能量相等，A错误；2p能级的三个轨道都是哑铃形，B错误；2p的三个轨道分别沿着x轴、y轴、z轴三个伸展方向延伸，所以具有不同的空间伸展方向，C正确；2p的三个轨道分别能容纳的电子数都是2个电子，D错误。2．(2023·浙江温州期末)下列说法正确的是(

)A．电子由2s能级跃迁至3p能级时，通过光谱仪摄取其发射光谱B．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有3个伸展方向，所有电子只能在轮廓内运动C．若基态N原子的轨道表示式为

，则违反了泡利不相容原理D．洪特规则适用于电子填入简并轨道，也适用于电子填入能量不同的轨道答案：C

解析：电子从2s能级跃迁到3p能级时，通过光谱仪摄取其吸收光谱，A错误；p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有3个伸展方向，处在该轨道上的电子不只在轮廓内运动，还在轮廓外运动，只是在轮廓外运动概率较小，B错误；洪特规则只适用于电子填入简并轨道，不适用于电子填入能量不同的轨道，D错误。3．下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是(

)答案：D

解析：2p能级有3个轨道，2p能级有2个电子，电子应先单独分占2个轨道，且自旋方向相同，2px填充2个电子，违反了洪特规则，故A正确；根据能量最低原理可知基态Ti原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d24s2，故D错误。4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(

)A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子B．原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子C．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子答案：C

解析：L能层(M能层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L能层(M能层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，A项错误；B项中X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，B错误；最外层只有1个电子的原子中，氢原子与碱金属元素原子化学性质不相似，D项错误。[易错点拨]书写电子排布式的常见错误与技巧提能点(二)“两素”和“四同”的比较021．元素与核素的比较2．“四同”的比较同分异构体分子式相同而结构不同的化合物分子式相同，相对分子质量相同，化学性质可相似也可不同组成原子的种类和数目CH3CH2OH、CH3OCH3同系物结构相似，分子组成相差一个或多个“CH2”分子量相差“14”的整数倍，物理性质不同，化学性质相似官能团的种类和数目CH3OH、CH3CH2CH2OH续表答案：A

解析：结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；35Cl的质子数为17，中子数为18,37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；O2和O3是由氧元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，C正确；丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确。答案：C

解析：35Cl和37Cl是同一元素的不同核素，互为同位素，A正确；C8H18符合链状烷烃的通式CnH2n＋2，与甲烷结构相似，分子组成上相差7个“CH2”，则二者互为同系物，B正确；同素异形体是指由同一元素组成的不同单质，金刚石属于单质，而金刚烷属于化合物，C错误；答案：D

金刚石、石墨、纳米碳纤维、纳米泡沫碳都是由碳元素组成的单质，其关系是互为同素异形体，B正确；CH3COOCH2CH3是乙酸乙酯，CH3CH2COOCH3是丙酸甲酯，二者结构不同，是两种不同的物质，C正确；乙基(—C2H5)是原子团，而不是官能团，故D错误。4．下列说法不正确的是(

)A．12C60和14C70互称为碳元素的同素异形体B.乳糖和蔗糖互为同分异构体C．氕、氘、氚互为同位素，中子数分别为1、2、3D．CH3COOCH3与CH3OCHO互为同系物答案：C

解析：12C60和14C70为碳元素的两种不同的单质，属于同素异形体，故A正确；乳糖和蔗糖属于二糖，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体，故B正确；氕、氘、氚互为同位素，中子数分别为0、1、2，故C错误；CH3COOCH3中官能团为酯基，分子式为C3H6O2，CH3OCHO可写成HCOOCH3，官能团为酯基，分子式为C2H4O2，二者相差1个CH2，故D正确。提能点(三)物质微观结构的化学用语031．四种符号2．十种图式

举例化学式Na2O2

NH4Cl

SiO2分子式C2H4

NH3最简式(实验式)CH2

CH2O电子式结构式结构简式CH3CH2OH键线式原子结构示意图Cl：

续表电子排布式S：1s22s22p63s23p4轨道表示式(或电子排布图)S：

续表3.两种模型球棍模型空间填充模型

答案：D

解析：H2S分子是V形结构，故A错误；答案：C

答案：D

答案：C

答案：D

解析：氯的质子数为17，中子数为20的氯原子的质量数为37，A正确；

答案：D

解析：硫化钾为离子化合物，形成硫化钾的过程中K失电子，S得电子，A正确；Al(OH)3溶于烧碱溶液形成[Al(OH)4]－，B正确；两个氢原子的1s轨道相互重叠形成H—H键，C正确；该化学方程式中氢原子数不守恒，H2O的化学计量数应为(n－1)，D错误。专题验收评价041．下列有关原子结构的说法正确的是(

)A．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数B．氖原子与钠离子两粒子的2p能级上的电子离核的距离相同C．M能层中有3s、3p、3d、3f四个能级，最多能容纳32个电子D．离核越远的电子，能量越低，当电子由基态转化成激发态，释放能量答案：A

解析：能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，任一能层的能级总是从s能级开始，A正确；钠离子核电荷数更大，对电子吸引能力更强，所以钠离子2p能级上的电子离核更近，B错误；M能层中只有3s、3p、3d三个能级，最多能容纳18个电子，C错误；电子能量越高，离核越远，电子由基态转化成激发态，吸收能量，D错误。2．下列有关电子层和能级的叙述中正确的是(

)A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级答案：C

解析：M电子层有3s、3p、3d共3个能级，最多能容纳18个电子，故A错误；3d能级最多容纳10个电子，3f能级是不存在的，故B错误；无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2，故C正确；K电子层只有s能级，不含p能级，故D错误。3．下列说法中正确的是(

)A．两种原子的电子层上全部都是s电子，其对应元素一定属于同一周期B．两种原子最外层都只有一个电子，其对应元素化学性质一定相似C．核外电子排布为1s2的原子与核外电子排布为1s22s2的原子，其对应元素化学性质一定相似D．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子，其对应元素一定属于同一周期答案：D

解析：两原子其核外全部都是s电子的元素可以是H、He、Li、Be，H、He是第一周期元素，Li、Be是第二周期元素，对应的元素不一定属于同一周期，A错误；最外层都只有一个电子的原子，可能为主族H原子与副族Cu原子，二者化学性质不同，B错误；原子核外电子排布式为1s2是He，原子核外电子排布式为1s22s2是Be，二者化学性质不同，C错误；3p能级上只有一个空轨道的原子为Si,3p能级上有一个未成对电子的原子为Al、Cl，对应元素均属于第三周期，D正确。4．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确的是(

)A．基态R原子的原子轨道总数为9B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)C．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形D．基态R原子的轨道表示式为

答案：C

解析：由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：第一，p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；第二，p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，所以基态R原子的原子轨道总数为5或9，A错误。基态R原子的价层电子排布式为ns2np2或ns2np4(n＝2或3)，B错误。基态R原子核外电子所处能级是s和p，所以电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形，C正确。基态R原子有四种可能，所以轨道表示式有四种，D错误。答案：B

6．下列说法正确的是(

)A.C60和C70互为同位素B.C2H6和C6H14互为同系物C.CO和CO2互为同素异形体D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质答案：B

解析：同种元素的不同核素互称为同位素，C60和C70为C元素的两种不同单质，互为同素异形体，A错误；C2H6和C6H14均为链状烷烃，二者结构类似，分子组成上相差4个CH2基团，二者互为同系物，B正确；同种元素的不同种单质互称同素异形体，CO和CO2为C元素的两种不同氧化物，二者不是单质，C错误；两种物质的结构不同，不是同一种物质，二者互为同分异构体，D错误。7．下列说法不正确的是(

)A．最简式为CH3的有机物没有同分异构体B．LiH、LiD、LiT表示同一种物质，化学性质几乎相同C．12C与13C由于核外电子排布不同，所以属于同位素D．核素1H、D与核素16O、18O形成的水分子，其相对分子质量不相同的有5种答案：C

答案：D

答案：C

答案：C

11．下列有关电子排布图的表述不正确的是(

)答案：D

解析：A项，违背了泡利原理，正确；B项，违背了洪特规则，正确；C项，基态N原子的价层电子排布图为

，正确；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。答案：A

解析：聚丙烯的链节为—CH2—CH(CH3)—，A错误；基态氯原子最外层有7个电子，3s轨道上有2个电子，3p轨道上有5个电子，图示中电子排布及自旋方向都正确，B正确；H2O分子的VSEPR模型为四面体形，C正确；HClO中O原子在中间，且原子半径H<O<Cl，空间结构为V形，HClO的空间填充模型正确，D正确。答案：B

14．根据要求回答下列问题：(1)某同学写了基态磷原子的两个价电子的表达形式，分析其分别违背了什么原理。①3s13p4：____________________________________________；②

：________________________。(2)Ti最高能层电子的电子云轮廓图的形状为____________________，其价层电子排布式为__________________。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价层电子排布图为___