2.1 原子核外电子的运动（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版选择性必修2

第一单元 原子核外电子的运动 题型01 人类对原子结构的认识 题型02 电子云与原子核外电子的运动特征 题型03 原子核外电子排布 题型04 电子排布的表示方式 题型05 原子光谱 题型01 人类对原子结构的认识 1.19世纪，英国科学家道尔顿（J.Dalton，1766—1844）提出了 ，认为原子有质量，不可分割，但该理论无法解释很多事实。 2.19世纪末，英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson，1856—1940）发现了电子，提出电子普遍存在于原子中，并提出“ ”原子结构模型。 3.20世纪初以来，科学家在实验基础上，提出了多种原子结构模型，并不断加以优化。 4.1911年，英国物理学家卢瑟福（E.Rutherford，1871—1937）根据α粒子散射实验，修正了汤姆生的原子结构模型，提出了原子结构的 。卢瑟福认为原子的质量主要集中于原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。由于卢瑟福对原子结构研究的杰出贡献，人们称他为“ ”。 5.1913年，丹麦物理学家玻尔（N. Bohr，1885—1962）研究了氢原子的光谱后，根据量 子力学的观点，大胆突破传统思想的束缚，提出了新的原子结构模型。玻尔认为，原子轨道的能量变化是 的，即 的。当电子吸收了能量（如光 能、热能等）后，就会从能量 的轨道跃迁到能量 的轨道上。处于能量较高轨道的 电子 ，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道 时，就会发射出光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。 【典例1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）原子结构模型经历了五个主要阶段：1803年实心球模型→1904年葡萄干面包模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。其中由卢瑟福提出的原子结构模型是 A． B． C． D． 【变式1-1】（24-25高一上·江苏盐城·期末）下列关于化学科学的发展、化学与STSE的说法中，不正确的是 A．合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济” B．英国科学家汤姆生发现了电子，并提出了原子结构的有核模型 C．形成半导体化合物的某些元素在元素周期表中特定的区域排列 D．氢键在维持DNA与蛋白质空间结构等方面起着至关重要的作用 【变式1-2】（23-24高二下·福建龙岩·期中）下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是 ①玻尔原子结构模型②汤姆逊“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子论⑤卢瑟福核式模型 A．④②⑤①③ B．④②③①⑤ C．①③②⑤④ D．④⑤②①③ 【变式1-3】（24-25高一上·河南信阳·期中）下列说法不正确的是 A．英国科学家道尔顿于1803年提出原子学说，为近代化学的发展奠定了基础 B．丁达尔效应是由于光束通过胶体时，胶体粒子对光线散射，产生光的通路 C．向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，并伴随着吸热现象 D．根据火焰呈现的特征颜色，可判断试样所含的金属元素，这种方法称为焰色试验 题型02 电子云与原子核外电子的运动特征 1.电子云：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形叫作电子云。电子出现概率密度的形象化描述。 2.原子核外电子处于不同的电子层上。原子中由内向外的电子层数n可依次取1、2、3、4、5等正整数，对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O等。 3.处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同类型的原子轨道上运动，其能量也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。轨道的类型不同，能量不同，形状也不同。人们常用小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。 4.原子轨道形状 （1）s电子的原子轨道呈球形。 （2）p电子的原子轨道呈纺锤形。 5.原子轨道：将表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来表示原子轨道，如1s、2s、2p（2px、2py、2pz）、3d等 电子层 原子轨道类型 原子轨道数目 可容纳的电子数 1 1s 1 2 2 2s、2p 4 8 3 3s、3p、3d 9 18 4 4s、4p、4d、4f 16 32 n - n2 2n2 6.经过科学家的深入研究，发现原子轨道能量的高低存在如下规律： （1）处于相同电子层的原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。 （2）形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s… （3）电子层和形状均相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。 6.原子核外电子还存在一种称为“自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上的箭头“↑”和向下的箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态，它只是代表电子的两种不同状态。 【典例2】下列关于能级与能层说法正确的是 A．每个能层都有s能级和p能级 B．s、p、d、f等能级所含有轨道数分别为1、3、5、7，每个轨道可以容纳两个电子 C．电子由2p能级跃迁到2s能级需要吸收能量 D．d能级能量一定大于s能级能量 【变式2-1】下列有关原子轨道的叙述中正确的是 A．硫原子的2s轨道能量较3p轨道高 B．电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳16个电子 C．铯原子的2s与5s电子云轮廓图均为球形 D．因为s轨道的形状是球形，所以s电子做的是圆周运动 【变式2-2】下列说法正确的是 A．处于最低能量的原子叫激发态原子 B．表示能级有2个轨道 C．同一原子中，电子的能量逐渐减小 D．的电子云轮廓越来越大 【变式2-3】下列关于原子核外电子的描述正确的是 A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 题型03 原子核外电子排布 1.原子核外电子排布的构造原理 （1）能量最低原理：原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。 （2）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多容纳两个自旋状态不同的电子。 （3）洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 2.原子核外电子排布的轨道能量顺序 电子所排的轨道顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s…… 【典例3】下列原子的外围电子排布式正确的是 A．3d54s1 B．3d44s2 C．3d94s2 D．3d114s2 【变式3-1】基态碳原子的核外电子排布为1s22s22p2，p轨道上电子排布方式正确的为（    ） A． B． C． D． 【变式3-2】以下原子能产生发射光谱的是 A．1s22s1 B．1s22s22p1 C．1s22s12p2 D．1s22s22p3 【变式3-3】下列说法错误的是 A．电子的能量不一定高于电子的能量 B．的电子排布式为，违背了洪特规则 C．电子排布式违背了能量最低原则 D．电子排布式违背了泡利原理 题型04 电子排布的表示方式 1.原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式：如：P 1s22s22p63s23p3 或 [Ne] 3s23p3 K 1s22s22p63s23p63s1 或 [Ar] 3s1 （2）外围电子排布式（价电子排布式）：如：O 2s22p4 Al 3s23p1 （3）轨道表示式：如：基态硅原子 【典例4】国产大飞机C919上用到较多的镁铝合金。下列叙述正确的是 A．镁位于元素周期表的p区 B．基态铝原子能量最高的电子云轮廓图为哑铃形 C．镁铝合金的熔点比Mg和Al都高 D．基态原子价层电子轨道表示式： 【变式4-1】下列化学用语正确的是 A．基态铬原子()的价层电子排布式： B．水的电子式： C．乙醇的结构式： D．基态氧原子的轨道表示式： 【变式4-2】下列化学用语表达正确的是 A．HClO的结构式：H-Cl-O B．原子的电子排布式符合洪特规则 C．基态碳原子的轨道表示式： D．基态氧原子轨道的电子云轮廓图： 【变式4-3】前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示： A 2p能级电子半充满 B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子 C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子 D 基态原子外围电子排布式为 E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多 F 生活中使用最多的一种金属 请根据以上信息，回答下列问题： (1)A元素在周期表中的位置为 。 (2)基态C原子的核外电子有 种运动状态。 (3)基态D原子电子占据最高能层的符号是 ，最高能级的电子云轮廓图为 形。 (4)E元素基态原子的价层电子轨道表示式为 。 (5)基态核外电子排布式为 。比的稳定性更 (填“强”或“弱”)。 题型05 原子光谱 1.在通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于 的状态。当处于能量最低状态的原子吸收能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，如从1s跃迁到2s、3p……相反，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，将 。我们在日常生活中看到的霓虹灯光、激光、焰火等，都与原子核外电子跃迁释放能量有关 2.在现代化学中，人们可通过原子 或 来检测元素，称为光谱分析。历史上许多元素是通过原子光谱分析发现的，如稀有气体氦（其拉丁文的原意是“太阳元素”）就是1868年分析太阳光谱时发现的。 【典例5】（24-25高一下·江苏无锡·期中）稀有气体Xe虽然性质稳定，但也有着重要应用。如氙灯被称为“人造小太阳”、人类合成的第一个稀有气体化合物为(结构如图)，下列说法不正确的是 A．氙灯发光时电子从高能级跃迁至低能级辐射光能 B．基态Xe原子的价电子排布式为 C．中Pt原子为杂化 D．中Xe原子不满足八电子稳定规则 故选C。 【变式5-1】（19-20高二上·四川雅安·阶段练习）生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（） A．钢铁长期使用后生锈 B．节日里燃放的焰火 C．金属导线可以导电 D．乙醇发出特殊的香味 【变式5-2】（22-23高二下·江苏南通·期中）电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（　　） A．电子的运动轨迹图象 B．原子的吸收光谱 C．电子体积大小的图象 D．原子的发射光谱 【变式5-3】以下现象与核外电子的跃迁有关的是 ①霓虹灯发出有色光②棱镜分光 ③激光器产生激光④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光⑥焰火呈现各种颜色 ⑦LED灯通电发光⑧冷却结晶 A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧ C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 原子核外电子的运动 题型01 人类对原子结构的认识 题型02 电子云与原子核外电子的运动特征 题型03 原子核外电子排布 题型04 电子排布的表示方式 题型05 原子光谱 题型01 人类对原子结构的认识 1.19世纪，英国科学家道尔顿（J.Dalton，1766—1844）提出了近代原子论，认为原子有质量，不可分割，但该理论无法解释很多事实。 2.19世纪末，英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson，1856—1940）发现了电子，提出电子普遍存在于原子中，并提出“葡萄干面包式”原子结构模型。 3.20世纪初以来，科学家在实验基础上，提出了多种原子结构模型，并不断加以优化。 4.1911年，英国物理学家卢瑟福（E.Rutherford，1871—1937）根据α粒子散射实验，修正了汤姆生的原子结构模型，提出了原子结构的有核模型。卢瑟福认为原子的质量主要集中于原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。由于卢瑟福对原子结构研究的杰出贡献，人们称他为“原子之父”。 5.1913年，丹麦物理学家玻尔（N. Bohr，1885—1962）研究了氢原子的光谱后，根据量 子力学的观点，大胆突破传统思想的束缚，提出了新的原子结构模型。玻尔认为，原子轨道的能量变化是不连续的，即量子化的。当电子吸收了能量（如光 能、热能等）后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的 电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道 时，就会发射出光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。 【典例1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）原子结构模型经历了五个主要阶段：1803年实心球模型→1904年葡萄干面包模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。其中由卢瑟福提出的原子结构模型是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，之后提出葡萄干面包式原子结构模型，如图； B．1911年英国物理学家卢瑟福提出了原子核式结构模型，如图； C．1913年丹麦物理学家波尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，如图； D．20世纪初奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型，为近代量子力学原子结构模型，如图； 故选B。 【变式1-1】（24-25高一上·江苏盐城·期末）下列关于化学科学的发展、化学与STSE的说法中，不正确的是 A．合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济” B．英国科学家汤姆生发现了电子，并提出了原子结构的有核模型 C．形成半导体化合物的某些元素在元素周期表中特定的区域排列 D．氢键在维持DNA与蛋白质空间结构等方面起着至关重要的作用 【答案】B 【详解】A．合理利用太阳能、风能和氢能等能减少二氧化碳的排放，有利于实现“低碳经济”，A正确； B．英国科学家汤姆生发现了电子，但提出原子结构有核模型的是卢瑟福，B错误； C．形成半导体化合物的某些元素在元素周期表中特定的区域排列，如金属和非金属的交界，C正确； D．DNA双螺旋结构中靠着氢键连接，因此氢键在维持DNA与蛋白质空间结构等方面起着至关重要的作用，D正确； 故选B。 【变式1-2】（23-24高二下·福建龙岩·期中）下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是 ①玻尔原子结构模型②汤姆逊“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子论⑤卢瑟福核式模型 A．④②⑤①③ B．④②③①⑤ C．①③②⑤④ D．④⑤②①③ 【答案】A 【详解】① 玻尔原子结构模型于1913年提出； ② “葡萄干布丁”模型是由汤姆孙于1904年提出的； ③ 量子力学模型于20世纪20年代中期提出； ④ 道尔顿原子论于1803年提出； ⑤ 核式模型由卢瑟福于1911年提出； 故按提出时间的先后顺序排列正确的是④②⑤①③ 。 故选A。 【变式1-3】（24-25高一上·河南信阳·期中）下列说法不正确的是 A．英国科学家道尔顿于1803年提出原子学说，为近代化学的发展奠定了基础 B．丁达尔效应是由于光束通过胶体时，胶体粒子对光线散射，产生光的通路 C．向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，并伴随着吸热现象 D．根据火焰呈现的特征颜色，可判断试样所含的金属元素，这种方法称为焰色试验 【答案】C 【详解】A．道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说，为近代化学发展奠定了坚实基础，故A正确； B．丁达尔效应是由于光束通过胶体时，胶体粒子对光线散射，使得从侧面看到光的通路，故B正确； C．向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，属于化合反应，并伴随着放热现象，故C错误； D．根据火焰呈现的特征颜色，可判断试样所含的金属元素，属于元素的物理性质，这种方法称为焰色试验，故D正确； 答案选C。 题型02 电子云与原子核外电子的运动特征 1.电子云：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形叫作电子云。电子出现概率密度的形象化描述。 2.原子核外电子处于不同的电子层上。原子中由内向外的电子层数n可依次取1、2、3、4、5等正整数，对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O等。 3.处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同类型的原子轨道上运动，其能量也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。轨道的类型不同，能量不同，形状也不同。人们常用小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。 4.原子轨道形状 （1）s电子的原子轨道呈球形。 （2）p电子的原子轨道呈纺锤形。 5.原子轨道：将表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来表示原子轨道，如1s、2s、2p（2px、2py、2pz）、3d等 电子层 原子轨道类型 原子轨道数目 可容纳的电子数 1 1s 1 2 2 2s、2p 4 8 3 3s、3p、3d 9 18 4 4s、4p、4d、4f 16 32 n - n2 2n2 6.经过科学家的深入研究，发现原子轨道能量的高低存在如下规律： （1）处于相同电子层的原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。 （2）形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s… （3）电子层和形状均相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。 6.原子核外电子还存在一种称为“自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上的箭头“↑”和向下的箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态，它只是代表电子的两种不同状态。 【典例2】下列关于能级与能层说法正确的是 A．每个能层都有s能级和p能级 B．s、p、d、f等能级所含有轨道数分别为1、3、5、7，每个轨道可以容纳两个电子 C．电子由2p能级跃迁到2s能级需要吸收能量 D．d能级能量一定大于s能级能量 【答案】B 【解析】A．第一能层只有s能级，没有p能级，A错误； B．原子轨道是原子电子运动的基本结构，它可以表示原子电子状态的变化和电子分布，s、p、d、f等能级所含有轨道数分别为1、3、5、7，由泡利原理可知每个轨道可以容纳两个电子，B正确； C．2p能级的能量高于2s，电子由2p能级跃迁到2s能级释放能量，C错误； D．d能级能量不一定大于s能级能量，3d能级的能量低于5s能级，D错误； 故选B。 【变式2-1】下列有关原子轨道的叙述中正确的是 A．硫原子的2s轨道能量较3p轨道高 B．电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳16个电子 C．铯原子的2s与5s电子云轮廓图均为球形 D．因为s轨道的形状是球形，所以s电子做的是圆周运动 【答案】C 【详解】A．根据原子轨道由低到高的排列原则，2s轨道能量低于3p轨道，故A错误； B．电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳2×42=32个电子，故B错误； C．所有s轨道电子云轮廓图都是球形，故C正确； D．电子的运动是无规则的，没有固定的轨道，故D错误； 故选C。 【变式2-2】下列说法正确的是 A．处于最低能量的原子叫激发态原子 B．表示能级有2个轨道 C．同一原子中，电子的能量逐渐减小 D．的电子云轮廓越来越大 【答案】D 【详解】A．原子的能量越高越不稳定，化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子，故A错误； B．4p2表示4p能级上有2个电子，故B错误； C．能级符号相同，能层越大，电子能量越高，所以同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故C错误； D．2p、3p、4p轨道数一样，但电子云轮廓越来越大，故D正确； 故选D。 【变式2-3】下列关于原子核外电子的描述正确的是 A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 【答案】C 【详解】A．电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所笼罩，A错误； B．由构造原理可知，能层相同时，s能级电子的能量低于p能级，但能层不同时，3s能级电子的能量高于2p能级，所以s能级电子的能量不一定低于p能级电子的能量，B错误； C．同一能层中的电子依据电子的能量不同，分为s、p、d、f不同能级，所以同一能层不同能级的电子能量一定不同，C正确； D．电子云半径大小由核外电子出现的概率决定，与电子数无关，D错误； 题型03 原子核外电子排布 1.原子核外电子排布的构造原理 （1）能量最低原理：原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。 （2）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多容纳两个自旋状态不同的电子。 （3）洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 2.原子核外电子排布的轨道能量顺序 电子所排的轨道顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s…… 【典例3】下列原子的外围电子排布式正确的是 A．3d54s1 B．3d44s2 C．3d94s2 D．3d114s2 【答案】A 【详解】A．根据原子填入轨道的顺序和核外电子排布规律中的洪特规则特例，当p、d、f轨道电子为全满、半满或全空时，原子的能量最低，3d54s1电子排布式正确，故A正确； B．3d44s2违背了半充满时为稳定状态，所以Cr的外围电子排布式为3d54s1，故B错误； C．3d94s2违背了全充满时为稳定状态，其外围电子排布式应为3d104s1，故C错误； D．违背了能量最低原理和洪特规则，正确的为3d104s24p1，故D错误； 故选：A。 【变式3-1】基态碳原子的核外电子排布为1s22s22p2，p轨道上电子排布方式正确的为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】p轨道上电子排布应遵循“泡利原理”和“洪特规则”，即电子应优先分占不同轨道且自旋方向相同，当不同轨道占满后在占有含有电子的轨道且自旋方向与原电子自旋方向相反，因此比较4个选项，A选项符合题意，故答案选A。 【变式3-2】以下原子能产生发射光谱的是 A．1s22s1 B．1s22s22p1 C．1s22s12p2 D．1s22s22p3 【答案】C 【分析】能产生发射光谱的是处于激发态的原子，据此解题； 【详解】A．1s22s1是基态的Li原子，不能产生发射光谱，A不合题意； B．1s22s22p1是基态的B原子，不能产生发射光谱，B不合题意； C．1s22s12p2是激发态的B原子，故能产生发射光谱，C符合题意； D．1s22s22p3是基态的N原子，不能产生发射光谱，D不合题意； 故答案为：C。 【变式3-3】下列说法错误的是 A．电子的能量不一定高于电子的能量 B．的电子排布式为，违背了洪特规则 C．电子排布式违背了能量最低原则 D．电子排布式违背了泡利原理 【答案】A 【详解】A．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，A错误； B．对于6C 原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，B正确； C．根据轨道能量高低顺序可知E4s＜E3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原则，C正确； D．对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10 个电子，则违反了泡利原理，D正确；故选A。 题型04 电子排布的表示方式 1.原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式：如：P 1s22s22p63s23p3 或 [Ne] 3s23p3 K 1s22s22p63s23p63s1 或 [Ar] 3s1 （2）外围电子排布式（价电子排布式）：如：O 2s22p4 Al 3s23p1 （3）轨道表示式：如：基态硅原子 【典例4】国产大飞机C919上用到较多的镁铝合金。下列叙述正确的是 A．镁位于元素周期表的p区 B．基态铝原子能量最高的电子云轮廓图为哑铃形 C．镁铝合金的熔点比Mg和Al都高 D．基态原子价层电子轨道表示式： 【答案】B 【详解】A．基态Mg的价层电子排布为3s2，Mg位于元素周期表的s区，A错误； B．基态铝原子的价层电子排布式为3s23p1，能量最高的为3p轨道，其电子云轮廓图为哑铃形，B正确； C．一般来说，合金的熔点比其成分金属的熔点低，所以镁铝合金的熔点比Mg和Al都低，C错误； D．基态Al的价层电子排布式为3s23p1，故基态Al原子价层电子轨道表示式为，D错误； 故选B。 【变式4-1】下列化学用语正确的是 A．基态铬原子()的价层电子排布式： B．水的电子式： C．乙醇的结构式： D．基态氧原子的轨道表示式： 【答案】A 【详解】A．基态铬原子()的价电子排布式：，故A正确； B．水是共价化合物，水的电子式：，故B错误； C． 乙醇的结构式：，故C错误； D．根据洪特规则，原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，则基态氧原子的轨道表示式为：，故D错误； 故选A。 【变式4-2】下列化学用语表达正确的是 A．HClO的结构式：H-Cl-O B．原子的电子排布式符合洪特规则 C．基态碳原子的轨道表示式： D．基态氧原子轨道的电子云轮廓图： 【答案】D 【详解】A．HClO的结构式为H -O-Cl，故A错误； B．根据洪特规则，原子的电子排布式，故B错误； C．根据洪特规则，基态碳原子的轨道表示式：，故C错误； D．基态氧原子轨道的电子云为哑铃形，轮廓图为，故D正确； 选D。 【变式4-3】前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示： A 2p能级电子半充满 B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子 C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子 D 基态原子外围电子排布式为 E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多 F 生活中使用最多的一种金属 请根据以上信息，回答下列问题： (1)A元素在周期表中的位置为 。 (2)基态C原子的核外电子有 种运动状态。 (3)基态D原子电子占据最高能层的符号是 ，最高能级的电子云轮廓图为 形。 (4)E元素基态原子的价层电子轨道表示式为 。 (5)基态核外电子排布式为 。比的稳定性更 (填“强”或“弱”)。 【答案】(1)第二周期第VA族 (2)11 (3) M 哑铃 (4) (5) [Ar]3d5 强 【分析】前四周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A的2p能级电子半充满，则A为氮元素，B与A同周期，且原子核外有2个未成对电子，B为氧元素，C基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子，则C为钠元素，D其基态原子外围电子排布为，即外围电子排布式为3s23p4，则D为硫元素，在前四周期元素中E元素基态原子未成对电子数最多，则价电子排布式为3d54s1，E为铬元素， F生活中使用最多的一种金属，则F为铁元素。 【详解】（1）A为氮元素，在周期表中的位置为第二周期第VA族； （2）C为钠元素，钠是11号元素，核外共11个电子，每个电子运动状态不同，则基态C原子的核外电子有11种运动状态； （3）D为硫元素，基态原子外围电子排布为3s23p4，电子占据最高能层为第三能层，符号为M，最高能级为3p，电子云轮廓图为哑铃形； （4） E为铬元素，基态Cr原子价电子排布式为3d54s1，则基态Cr原子的价层电子轨道表示式为； （5）F为铁元素，为，为，核外电子排布为[Ar]3d5，的3d轨道半充满，比( [Ar]3d6)更稳定，故选强。 题型05 原子光谱 1.在通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态。当处于能量最低状态的原子吸收能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，如从1s跃迁到2s、3p……相反，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，将释放出能量。我们在日常生活中看到的霓虹灯光、激光、焰火等，都与原子核外电子跃迁释放能量有关 2.在现代化学中，人们可通过原子发射光谱或吸收光谱来检测元素，称为光谱分析。历史上许多元素是通过原子光谱分析发现的，如稀有气体氦（其拉丁文的原意是“太阳元素”）就是1868年分析太阳光谱时发现的。 【典例5】（24-25高一下·江苏无锡·期中）稀有气体Xe虽然性质稳定，但也有着重要应用。如氙灯被称为“人造小太阳”、人类合成的第一个稀有气体化合物为(结构如图)，下列说法不正确的是 A．氙灯发光时电子从高能级跃迁至低能级辐射光能 B．基态Xe原子的价电子排布式为 C．中Pt原子为杂化 D．中Xe原子不满足八电子稳定规则 【答案】C 【详解】A．电子从高能级跃迁至低能级产生发射光谱，氙灯发光时电子从高能级跃迁至低能级辐射光能，故A正确； B．氙元素的原子序数为54，基态原子的价电子排布式为5s25p6，故B正确； C．由图可知，化合物XePtF6的阴离子中铂原子形成6个σ键，原子的杂化方式不可能为sp3杂化，故C错误； D．Xe原子最外层是8个电子，XePtF6中Xe原子不满足八电子稳定规则，故D正确； 故选C。 【变式5-1】（19-20高二上·四川雅安·阶段练习）生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（） A．钢铁长期使用后生锈 B．节日里燃放的焰火 C．金属导线可以导电 D．乙醇发出特殊的香味 【答案】B 【详解】A.钢铁长期使用后生锈，是金属原子失去电子被氧化，故A错误； B.节日里燃放的焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，故B正确； C.金属导线可以导电是电子的定向移动，与电子跃迁无关，故C错误； D.乙醇分子具有挥发性，发出特殊的香味，与电子跃迁无关，故D错误； 答案选B。 【点睛】光是电子释放能量的重要形式，霓虹灯广告、燃烧蜡烛、节日里燃放的焰火都与电子发生跃迁释放能量有关。 【变式5-2】（22-23高二下·江苏南通·期中）电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（　　） A．电子的运动轨迹图象 B．原子的吸收光谱 C．电子体积大小的图象 D．原子的发射光谱 【答案】B 【详解】由于E3d＜E4p，电子由3d能级跃迁至4p能级时，需吸收能量，故光谱仪摄取的是吸收光谱，由于电子在原子核外作无规则运动，不能直接摄取运动轨迹，电子太小，不能摄取电子体积的大小； 故选：B。 【变式5-3】以下现象与核外电子的跃迁有关的是 ①霓虹灯发出有色光②棱镜分光 ③激光器产生激光④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光⑥焰火呈现各种颜色 ⑦LED灯通电发光⑧冷却结晶 A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧ C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦ 【答案】A 【详解】①霓虹灯发出有色光，因为灯泡中的稀有气体原子吸收能量，电子发生跃迁，发射出不同的光，正确； ②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，错误； ③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确； ④石油蒸馏是利用物质的沸点不同分离物质的方法，与电子跃迁无关，错误； ⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误； ⑥燃放的焰火，是因为不同金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同的颜色的光，正确； ⑦LED灯通电发光，是因为电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子形成的，与电子跃迁有关，正确； ⑧冷却结晶，是由于温度降低，溶液的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误； 答案选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $