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专题强化练1 原子核外电子排布
1.(2025湖南师大附中期末)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.基态钠原子电子占据的最高能级的电子云轮廓图:
B.基态Fe2+的价层电子排布式为3d44s2
C.基态Ge原子的价层电子轨道表示式:
D.基态氟原子核外电子的运动状态有9种
2.(2024河北邢台期末)碳酸镧[La2(CO3)3]能抑制人体内磷酸盐的吸收,降低体内血清磷酸盐和磷酸钙[Ca3(PO4)2]的水平,常用于治疗慢性肾衰患者高磷血症。已知:La的价层电子排布式为5d16s2。
下列说法正确的是( )
A.5d1表示5d能级上有1个轨道
B.中子数为8的氧原子O
C.基态钙原子核外N层电子的自旋状态相反
D.La成为阳离子时首先失去5d轨道上的电子
3.(2024河南开封中学月考)人们常将在同一原子轨道上运动、自旋相反的2个电子称为“电子对”;将单个电子称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法中,错误的是( )
A.4s能级电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.4p能级电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C.3d能级电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D.3d能级电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
4.(2025山东德州一中月考)有a、b、c、d、e、f、g七种元素,原子序数依次增大,前5种为短周期主族元素,f、g为第四周期的元素。部分元素信息如下:
a
a能形成一种自然界中硬度最大的固体单质
c
基态c原子的最外层电子数等于内层电子数的三倍
d
d元素的焰色为黄色
e
基态e原子最高能级各轨道上均有电子且自旋方向相同
f
f在周期表中第11纵列
g
基态g原子最外层电子数为2
请回答以下问题:
(1)基态b原子的核外电子排布式为 ,基态a、c原子最高能级未成对电子数之比为 。
(2)d在火焰上灼烧产生黄光是一种 (填“物理”或“化学”)变化,产生的光谱为 光谱(填“吸收”或“发射”)。
(3)基态e原子中能量最高的电子所占的轨道形状是 ,其电子云在空间有 个伸展方向。
(4)基态f原子核外共有 种运动状态不同的电子,其价层电子中自旋方向不同的电子数之比为 。与f同周期的过渡元素的基态原子中,与其最外层电子数相同的元素的价层电子排布图为 。
(5)g在元素周期表中的位置为 。
答案与分层梯度式解析
1.D 基态钠原子电子占据的最高能级为3s,电子云轮廓图为球形,A错误;基态Fe2+价层电子排布式为3d6,B错误;基态Ge原子价层电子排布式为4s24p2,4p能级2个电子分占不同轨道且自旋方向相同,C错误;基态氟原子核外有9个电子,其核外电子的运动状态有9种,D正确。
名师点睛
判断原子核外电子排布的正误应注意以下几点:
(1)基态过渡元素形成离子时,先失去最外层电子,如基态Fe原子形成Fe3+时先失去4s上2个电子,再失去3d上1个电子。
(2)书写轨道表示式需满足泡利原理、洪特规则和能量最低原理,如同一轨道2个电子自旋方向相反,简并轨道电子优先分占不同轨道,且自旋方向相同。
(3)要注意基态原子电子排布式的特例,如基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1。
(4)当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前。
2.C 5d1表示5d能级上有1个电子,A错误;中子数为8的氧原子,应表示为O,B错误;基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,由泡利原理可知,基态Ca原子N层电子的自旋状态相反,C正确;La成为阳离子时首先失去6s轨道上的电子,D错误。
3.B 4s能级电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中一定含有“未成对电子”,A正确;4p能级电子数为偶数的基态原子,价层电子排布式可能为4s24p2、4s24p4,含有“未成对电子”,B错误;3d能级电子数为偶数的基态原子,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;3d能级电子数为奇数的基态原子,3d轨道一定含有“未成对电子”,D正确。
方法点津
解答本题需正确理解“未成对电子”的概念,若1个原子轨道里填充1个电子,即为未成对电子,如基态N原子的2p能级的3个电子优先分占不同的轨道且自旋方向相同。可根据泡利原理和洪特规则进行分析判断。
4.答案 (1)1s22s22p3 1∶1
(2)物理 发射
(3)哑铃形 3
(4)29 6∶5(或5∶6)
(5)第四周期第ⅡB族
解析 a能形成一种自然界中硬度最大的固体单质,即a为C元素;基态c原子的最外层电子数等于内层电子数的三倍,c为O元素,则b为N元素;d元素焰色为黄色,d为Na元素;基态e原子最高能级各轨道上均有电子且自旋方向相同,e为第三周期P元素;f是第四周期第11纵列元素,f为Cu元素;基态g原子最外层电子数为2,其原子序数比Cu大,g为Zn元素。
(1)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3;基态C、O原子的2p能级分别有2个电子和4个电子,未成对电子数之比为1∶1。(2)焰色试验属于物理变化,是电子由较高能量的激发态跃迁至较低能量的激发态乃至基态时释放能量的过程,产生的光谱为发射光谱。(3)基态P原子中能量最高的是3p能级,其原子轨道呈哑铃形,电子云在空间有3个伸展方向。(4)基态Cu原子核外有29个电子,每个电子运动状态均不同,故有29种运动状态不同的电子;价层电子轨道表示式为,自旋方向不同的电子数之比为6∶5或5∶6;与Cu同周期的过渡元素的基态原子中,与其最外层电子数相同的元素为Cr,价层电子排布图为。(5)Zn元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡB族。
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