内容正文:
知能素养提升
[见学生用书P20]
类型一 能层与能级
【例1】 构造原理揭示的电子排布能级顺序,实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量,下列能量大小顺序中不正确的是( D )
A.E(3d)>E(3p)>E(3s)
B.E(3s)>E(2s)>E(1s)
C.E(4f)>E(3d)>E(4s)
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)
【解析】 各能级能量高低顺序为①n相同不同能级的能量高低顺序为ns<np<nd<nf;②n不同时的能量高低顺序为2s<3s<4s、2p<3p<4p;③不同层不同能级的能量高低顺序为ns<(n-2)f<(n-1)d<np,绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……由以上分析可知,相同能层不同能级的电子能量E(3d)>E(3p)>E(3s),A正确;不同能层相同能级的电子能量E(3s)>E(2s)>E(1s),B正确;由以上分析可知E(4f)>E(3d)>E(4s),C正确。
【变式1】 下列说法中正确的是( A )
A.1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布
B.3p2表示3p能级有两个轨道
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.同一原子中,2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多
【解析】 1个2s能级上的电子被激发到2p能级上,表示的是激发态原子,A正确;3p2表示3p能级上填充了2个电子,B错误;同一原子中能层序数越大,能量也就越高,离核越远,故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高,C错误;在同一能级中,其轨道数是一定的,不论它在哪一能层中,D错误。
类型二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
【例2】 下列各项叙述错误的是( A )
A.如果硫原子核外电子排布图为,则违反了泡利原理
B.如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,则违反了构造原理
C.氮原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理
D.泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求
【解析】 如果硫原子核外电子排布图为,则违反了洪特规则,A错误;25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d54s2,如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d7,则违反了构造原理,B正确;氮原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理,C正确;泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求,D正确。
【变式2】 下列由电子排布式所得的结论错误的是( B )
选项
电子排布式
结论
A
1s22s22p2p2p
违背洪特规则
B
1s22s22p63s23p2
违背能量最低原理
C
1s22s22p63s23p10
违背泡利原理
D
1s22s22p63s23p23d54s1
违背能量最低原理
【解析】 电子排布式为:1s22s22p2p2p,此处2px,2py,2pz就是2p能级的3个简并轨道,两个电子排入2p能级,它们将分别占据2个简并轨道且自旋平行,而不是自旋相反地挤入其中一个轨道,所以电子排布式违反洪特规则,A正确;电子排布式为:1s22s22p63s23p2,排布符合构造原理,符合三个原理,B错误;电子排布式为:1s22s22p63s23p10,3p轨道最多容纳6个电子,不可能出现3p10的情况,所以电子排布式违反泡利原理,C正确;电子排布式为:1s22s22p63s23p23d54s1,虽然3d轨道为半充满结构,但3p上只有2个电子,没有充满,所以电子排布式违反能量较低原理,D正确,
类型三 元素周期表
【例3】 下列各项叙述中,正确的是( C )
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
【解析】 原子由基态转化成激发态,要吸收能量,A错误;价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族,属于P区元素,B错误;原子轨道中电子全充满或半充满是稳定的,所以24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,D错误。
【变式3】 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属元素(价电子排布式为5d106s2)分布在下面元素周期表中的( A )
变式3题图
A.s区、p区、ds区
B.s区、p区、d区
C.f区、p区、ds区
D.s区、f区、ds区
【解析】 最活泼的金属元素在第Ⅰ