2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构与性质分层作业3电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件新人教版选择性必修2

分层作业3电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理A级必备知识基础练123456789101112131415题组1.电子云与原子轨道1.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是(

)D123456789101112131415解析

A、B、C三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子,但是不能说明这两个电子的运动状态,而D项说明两个电子均在1s能级,且自旋状态相反。1234567891011121314152.下列化学符号表示明确的一个原子轨道的是(

)A.3s B.px

C.4d D.5fA解析

3s能表示一个明确的原子轨道,A正确;px未明确能层,所以原子轨道不明确,B错误;4d、5f分别表示第4电子层d能级的5个轨道和第5电子层f能级的7个轨道,C、D均错误。1234567891011121314153.下列有关说法正确的是(

)A.每个能层s能级的原子轨道的形状相同,能层序数越大,轨道半径越大,电子能量越高B.原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹C.教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云”,这说明原子核外电子云是实际存在的D.每个能层都有p能级,p能级都有3个原子轨道A123456789101112131415解析

每个能层s能级的原子轨道的形状相同,能层序数越大,轨道半径越大,电子能量越高,故A正确;电子云表示的是电子在核外某处出现的概率,不是电子运动后留下的痕迹,故B错误;电子云是电子在核外运动的概率密度分布的形象化描述,实际不存在,故C错误;第一能层没有p能级,故D错误。1234567891011121314154.下列说法不正确的是(

)A.p能级能量不一定比s能级的能量高B.原子的核外电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱C.2p、3p、4p能级的轨道数相同D.2p和3p轨道的形状均为哑铃状B解析

p能级能量与s能级的能量比较还要考虑能层的影响,A项正确;原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种,B项错误;2p、3p、4p能级的轨道数均为3,C项正确;p轨道的形状为哑铃状,D项正确。123456789101112131415题组2.泡利原理、洪特规则、能量最低原理5.下列有关碳原子的轨道表示式能量最低的是(

)D123456789101112131415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中两个轨道上电子的自旋状态相反,均与洪特规则相违背,只有D中的排布符合洪特规则,能量最低。1234567891011121314156.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是(

)C123456789101112131415解析

相同轨道中的两个电子自旋平行,违反了泡利原理,不符合题意,A错误;电子填入简并轨道时,应先单独分占,且自旋平行,违反了洪特规则,不符合题意,B错误;K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s1,违反能量最低原理,符合题意,C正确;Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6,正确,评价错误,D错误。123456789101112131415题组3.核外电子运动状态的判断与表示7.下列关于核外电子排布及运动状态说法错误的是(

)A.基态7N的电子排布式1s22s23p3,违反了能量最低原理B.电子云图中的小黑点越密表示该核外空间的电子越多C.基态Fe3+的最外层电子排布式:3s23p63d5D.电子层数为n的能层具有的原子轨道数为n2B123456789101112131415解析

基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,A正确;电子云图中小黑点的疏密代表电子在相关区域出现的概率,不代表具体电子的多少,B错误;Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,其最外层电子排布式为3s23p63d5,C正确;电子层数为n的能层具有的原子轨道数为n2,D正确。1234567891011121314158.刀片式LiFePO4(简称LFP)电池的使用大幅降低了高端全电动汽车的成本。下列说法错误的是(

)A.基态P原子核外未成对电子数为5B.基态Li原子核外电子的空间运动状态为球形C.基态Fe2+的价层电子排布式为3d6D.基态O原子核外电子空间运动状态有5种A123456789101112131415解析

基态P原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3,未成对电子数为3,A错误;基态Li原子核外电子排布为1s22s1,s轨道为球形,B正确;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,失去最外层的4s2电子成为Fe2+,故基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,C正确;量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,基态O原子核外共有1s、2s、2p这3个能级,其中2p能级共有3个原子轨道,因此基态O原子核外电子空间运动状态有5种,D正确。1234567891011121314159.(1)写出1~36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价层电子排布式:

。(2)某元素的原子序数为33,该元素基态原子的价层电子排布式为

,该元素基态原子核外有

个能层,

个能级,

个原子轨道,有

个单电子。

C:2s22p2,Si:3s23p2,Ge:4s24p2,O:2s22p4,S:3s23p4,Se:4s24p4,Ti:3d24s2,Ni:3d84s24s24p348183123456789101112131415解析

(1)1~36号元素中具有最外层为p2、p4、3d2、3d8结构的原子有2个未成对电子。符合条件的元素价层电子排布式为2s22p2、3s23p2、4s24p2、2s22p4、3s23p4、4s24p4、3d24s2、3d84s2,分别为C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni元素。(2)先利用能级顺序和排布规律排出其电子排布式:

1s22s22p63s23p63d104s24p3,价层电子排布式为4s24p3,得出该元素原子核外有8个能级,共1+1+3+1+3+5+1+3=18个原子轨道(s:1个轨道;p:3个轨道;d:5个轨道),有3个单电子。123456789101112131415B级关键能力提升练10.下列说法中不正确的是(

)A.电子在3px与3pz轨道上的运动状态不相同B.基态原子的核外电子排布式

违背了洪特规则C.原子结构示意图为

的原子,核外电子云有两种不同形状D.基态Ni原子的价层电子排布图为B123456789101112131415解析

3px与3pz轨道上的电子运动状态不相同,A正确;

违背了能量最低原理,B错误;原子结构示意图为

的原子的核外电子排布式为1s22s22p4,只有s、p两种能级,故只有两种不同形状的电子云,C正确;

符合基态Ni原子的价层电子排布,D正确。12345678910111213141511.下列关于价层电子排布式为3s23p4的粒子的描述不正确的是(

)A.它的元素符号为OB.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.可以与H2化合生成常温下呈气态的化合物D.其轨道表示式为A解析

价层电子排布式为3s23p4的原子是S原子,O原子的价层电子排布式为2s22p4,A错误;S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,B正确;硫和氢气化合生成的硫化氢在常温下是气体,C正确;当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行,D正确。12345678910111213141512.通常情况下,原子核外p、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例,下列事实能作为这个规则的证据的是(

)①基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子的电子排布式为1s1②Fe2+容易失电子转变为Fe3+,表现出较强的还原性③基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2④某种激发态碳原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2A.①②

B.②③C.③④

D.①②③④B123456789101112131415解析

①基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子的电子排布式为1s1,不符合洪特规则的特例;②Fe2+的价层电子排布式为3d6,而Fe3+的价层电子排布式为3d5,3d轨道达到半充满状态,比较稳定,所以Fe2+容易失电子转变为Fe3+,表现出较强的还原性;③基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,3d轨道达到全充满状态,4s轨道达到半充满状态,比较稳定;④激发态是指处于基态的电子获得能量进入能量较高的能级,则某种激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2,不符合洪特规则的特例。12345678910111213141513.根据相关物质结构理论,回答下列问题:(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子轨道表示式及Sc的电子排布式。试判断,违反了泡利原理的是

(填序号,下同),违反了洪特规则的是

,违反了能量最低原理的是

。⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3(2)某种原子的结构示意图为

。则该原子的核电荷数x取值范围为

。

②③⑤20≤x≤30123456789101112131415⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3,电子排布应3p排布完后先排4s能级,未遵循能量最低原理。(2)某种原子的结构示意图为

。若该原子的第三层为8个电子,则x=20,若第三层排满18个电子,则x=30。12345678910111213141514.根据原子核外电子排布规则,回答下列问题:(1)基态N原子中,核外电子占据的最高能层的符号是

,写出基态N原子的轨道表示式:

。

(2)写出基态24Cr原子的价电子排布式:

。

(3)若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1,则它违背了

。(4)某元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,该元素的元素符号为

,其价层电子轨道表示式为

。

(5)某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的价层电子排布式为4s24p4,该元素的名称是

。

L3d54s1泡利原理Cu硒123456789101112131415解析

(1)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,电子占据最高能层的符号是L,其轨道表示式为

;(2)基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式:

3d54s1;(3)同一个原子轨道中最多含有2个自旋相反的电子,若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1,则它违背了泡利原理;(4)由该元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有1个未成对电子,可知其价层电子排布式为3d104s1,所以该元素为Cu元素,其价层电子轨道表示式为

;(5)原子的价层电子排布式为4s24p4,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,则该元素的原子序数为34,名称是硒。123456789101112131415C级学科素养拔高练15.周期表中前20种元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,它们的结构性质等信息如下表所述:元素结构性质等信息X基态原子有三个能级,每个能级上的电子数都相等Y该元素原子的价电子排布式为nsnnpn+1Z常温常压下,该元素构成的单质是一种有毒的黄绿色气体W前四周期主族元素中原子半径最大的元素,且该元素的某种合金可做原子反应堆导热剂123456789101112131415请根据信息回答有关问题:(1)写出对应元素的名称:X:

,Y:

,Z:

,W:

。

(2)元素X的原子核外共有

种不同运动状态的电子,其基态原子中最高能量能级轮廓图形状为

。

(3)Y元素原子的价