内容正文:
第32课 原子结构与性质
普查与练习32Ⅰ原子结构
1.各能层、能级原子轨道数、电子数、能量及电子运动状态的判断
a.根据构造原理判断能层、能级的符号及电子的能量等
(1)(2024汇编,4分)按要求填空:
①基态Ni原子中,核外电子占据的最高能层符号是________。
②基态Fe原子中,电子填充的能量最高的能级符号为________。
③基态Cu原子有___________种不同能级的电子。
④Co4+中存在___________种不同能量的电子。
答案:①N(1分) ②3d(1分) ③7(或七)(1分) ④6(或六)(1分)
解析:①镍元素为28号元素,基态镍原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,共4层,则核外电子占据的最高能层的符号为N。
②铁的原子序数为26,由构造原理可知价电子排布式为3d64s2,能量最高的能级为3d。
③基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s七个能级。
④不同能级的电子能量不同,Co4+由Co失去4个电子得到,注意原子失去电子时应先失去最外层电子,则Co4+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d5,存在6种不同能量的电子。
(2)(多选)(2024汇编,4分)下列说法正确的是( )
A.多电子原子中,不同能级上电子的能量一定不同
B.不同能层中p电子的原子轨道能量相同
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.对于同一个原子的电子层,能量最低的是K层
答案:AD
解析:同一能层的不同能级能量不同,且按s、p、d……规律依次增大,故A项正确。离原子核越远的电子,其能量越大,所以p原子轨道电子平均能量随能层的增大而增大,故B项错误。电子所在的能层越大,电子的能量越高,所以同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐增大,故C项错误。离核越近,能量越低,离核最近的电子层为K层,所以该层能量最低,故D项正确。
b.牢记各能级的电子云轮廓图
(3)(2024汇编,2分)按要求填空:
①基态K原子中,占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为__________。
②基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____________形。
答案:①球形(1分) ②哑铃(或纺锤)(1分)
解析:①基态钾原子核外有4个电子层,最后一个电子填充在4s能级上,则电子云轮廓图形状为球形。
②基态硫原子占据最高能级的电子处于3p轨道,p轨道的电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形)。
c.根据泡利原理和洪特规则判断电子自旋状态和运动状态
(4)(2024汇编,6分)在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反。按要求填空:
①在元素周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。(全国Ⅲ经典真题)
②基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为________。(2022河北真题)
③原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为____________。(2021河北真题)
④基态F原子核外电子的运动状态有________种。(2021山东真题)
⑤原子模型是由人们对物质世界微观结构的认识而建立的。从电子层模型分析,基态Cr原子的M层核外电子的运动状态有__________(填字母)。
A.8种 B.13种
C.14种 D.18种
答案:①Mg(1分) 相反(1分) ②1∶2或2∶1(1分) ③+或-(1分) ④ 9(1分) ⑤B(1分)
解析:①根据对角线原则,Li与Mg的化学性质最相似。基态时Mg原子M层的两个电子处于3s轨道上,且自旋方向相反。
②基态S的价电子排布式为3s23p4,根据基态原子电子排布规则,两种自旋状态的电子数之比为1∶2或2∶1。
③对于基态的磷原子,其价电子排布式为3s23p3,其中3s轨道的2个电子自旋状态相反,自旋磁量子数的代数和为0;根据洪特规则可知,其3p轨道的3个电子的自旋状态相同,因此,基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为+或-。
④基态氟原子核外共有9个电子,根据泡利不相容原理,则每个电子的运动状态都不同,所以核外电子的运动状态有9种。
⑤Cr的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,M层含3s、3p、3d三个能级,分别容纳2、6、5个电子,则M层电子数为2+6+5=13个,则M层核外电子的运动状态有13种,故B项正确。
2.原子的核外电子排布
a.核外电子排布的常见表示方法
(5)(2024改