内容正文:
第2节 原子结构与元素周期表
第1课时 基态原子的核外电子排布
基础过关练
题组一 基态原子核外电子的排布规律
1.(2025天津南开期末)某基态原子价电子的轨道表示式为,从中得到的信息错误的是( )
A.该基态原子核外有2个电子层
B.该基态原子最外层有4个电子
C.该基态原子核外有3种能量不同的电子
D.该基态原子核外有6种空间运动状态不同的电子
2.(教材习题改编)以下是一些同学书写的某些基态原子的2p能级或3d能级中电子排布的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025河北邯郸大名一中月考)基态M-的最外层电子排布式为3s23p6,下列说法中正确的是 ( )
A.M可能为稀有气体元素
B.基态M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1
C.基态M原子的价电子排布式为3p5
D.M元素的最高正化合价为+7价
4.(2025河北石家庄一中期中)下列对基态原子的电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是( )
选项
电子排布式或轨道表示式
评价
A
N原子的轨道表示式:
错误;违反了洪特规则
B
O原子的轨道表示式:
错误;违反了泡利不相容原理
C
K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d1
错误;违反了泡利不相容原理
D
C原子的电子排布式:1s22s22
错误;违反了洪特规则
5.(2025河北邢台一中月考)下列各项叙述错误的是( )
A.各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍,支持这一结论的理论是泡利不相容原理
B.原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4能释放特定能量,产生发射光谱
C.若基态B原子的轨道表示式写成,则违反了泡利不相容原理
D.基态Cr原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
题组二 核外电子排布的表示方法
6.(2025辽宁朝阳建平实验中学月考)下列各基态原子或离子的电子排布式中,错误的是( )
A.K 1s22s22p63s23p64s1
B.F- 1s22s22p6
C.Ca2+ 1s22s22p63s23p64s2
D. Ar 1s22s22p63s23p6
7.下列基态微粒中,电子排布式为1s22s22p63s23p6的是 ( )
①Na+ ②Mg2+ ③Cl- ④S2-
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
8.(2024广东雷州二中月考)按要求回答下列问题:
(1)基态O2-核外电子排布式为 。
(2)基态P原子核外电子排布式为 。
(3)基态Al原子核外电子排布式为 。
(4)基态As原子最外层电子的轨道表示式为 。
(5)基态Fe3+最外层电子的轨道表示式为 。
(6)基态Se原子最外层电子轨道表示式为 。
能力提升练
题组一 未成对电子数的判断和应用
1.(2025天津实验中学月考)下列元素中,未成对电子数最多的是( )
A.Ne B.P C.Fe D.Cr
2.(2025福建宁德期中)某元素原子质量数为60,中子数为35,其基态原子中未成对电子数为 ( )
A.0 B.1 C.5 D.3
3.(2025山东临沂联考)某元素基态原子M层上有一个未成对电子,则该基态原子电子排布式不可能是( )
A.[Ar]3d14s2 B.[Ar]3d94s2
C.[Ne]3s23p1 D.[Ne]3s23p5
4.(不定项)(2025海南部分学校模拟)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3,Z元素可形成负一价离子。下列说法正确的是( )
A.X元素基态原子的最外层电子排布式为4s24p3
B.X元素是第4周期ⅤA族元素
C.Y元素原子的轨道表示式为
D.Z元素的单质在氧气中不能燃烧
题组二 原子核外电子排布式、轨道表示式的书写与应用
5.(不定项)(2025山东菏泽曹县一中月考)下列说法正确的是( )
A.最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
B.基态Na、Mg、Al原子的未成对电子数依次增多
C.基态时,某元素原子的最外层电子排布式为ns1,周期表前四周期元素中符合的共有6种
D.X元素基态原子2p能级上有三个电子,Y元素基态原子3p能级上也有三个电子,则X、Y两种元素一定位于同一主族
6.(2024江西名校联盟期末)化合物甲[YW(XV4)2]和化合物乙(ZXV4)常用于游泳池的净水和消毒。V、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,V、X在元素周期表中同族且相邻,其中V元素在地壳中含量最高;基态W原子有7种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的最外层电子排布式为4s1,基态Z原子的最外层电子排布式也是4s1且只有一个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:X>Y
B.简单氢化物稳定性:V<X
C.基态Z原子的简化电子排布式为[Ar]3d94s2
D.最高价氧化物对应水化物碱性最强的是W
7.(2025湖南长沙长郡中学月考)A、B、C、D、E、F均为元素周期表中36号之前的元素。回答下列问题:
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为 。
(2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,下列电子排布图能表示该原子的最低能量状态的是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(3)C元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满结构,则该正三价离子的最高能层上有 种能量不同的电子。
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层有电子但没有成对电子,则其基态原子的价电子排布式为 。
(5)E、F为主族元素,其基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,并且最高能级的电子对数等于其最高电子层的电子层序数。则E、F的元素符号分别为 。
答案与分层梯度式解析
第2节 原子结构与元素周期表
第1课时 基态原子的核外电子排布
基础过关练
1.D 该基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2,为C元素。对于同一个原子的核外电子,每一个电子的运动状态都不同,则原子核外有几个电子,就有几种运动状态不同的电子;在几个原子轨道上填充有电子,就有几种空间运动状态不同的电子,故该原子核外有6种不同运动状态的电子,有4种空间运动状态不同的电子,D错误。
2.C 违反了洪特规则和泡利不相容原理,A错误;违反了洪特规则,B错误;违反了泡利不相容原理,D错误。
素养解读 本题是教材P19第2题的变式题,教材题目以问答题的形式考查了泡利不相容原理、洪特规则的应用,变式题以选择题的形式考查了相似的考点,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.D 基态M-的最外层电子排布式为3s23p6,则M是Cl元素,A错误;基态Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,价电子排布式为3s23p5,最高正化合价为+7价,B、C错误,D正确。
4.D 同一个原子轨道中的两个电子自旋状态不同,违反了泡利不相容原理,A不符合题意;基态原子的电子在能量相同的原子轨道上排布时,应尽可能分占不同的原子轨道,违反了洪特规则,B不符合题意;基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,1s22s22p63s23p63d1违反了能量最低原理,C不符合题意;基态原子的电子在能量相同的原子轨道上排布时,应尽可能分占不同的原子轨道,1s22s22违反了洪特规则,D符合题意。
5.D 泡利不相容原理是指一个原子轨道中,最多只能容纳2个电子,且这2个电子的自旋状态不同,因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍,A正确;原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4,电子由3s能级跃迁至2p能级,释放能量,能产生发射光谱,B正确;相同轨道中两个电子的自旋状态应不同,该轨道表示式违反了泡利不相容原理,C正确;基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,D错误。
6.C 基态Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,C错误。
7.D 该基态微粒的核外电子数为18,Cl-、S2-符合,选D。
8.答案 (1)1s22s22p6或[He]2s22p6
(2)1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3
(3)1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1
(4)
(5)
(6)
解析 (4)基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,最外层电子的轨道表示式为。
(5)基态Fe3+的最外层为第三电子层,其最外层电子的轨道表示式为。
(6)基态Se原子最外层电子排布式为4s24p4,最外层电子轨道表示式为。
归纳总结 书写价层电子轨道表示式时,常出现的错误及正确书写(方框上方省略了能级符号):
能力提升练
1.D 基态Ne的电子排布式为1s22s22p6,没有未成对电子;基态P的电子排布式为1s22s22p63s23p3,有3个未成对电子;基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有4个未成对电子;基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,有6个未成对电子;故选D。
2.C 根据质量数=质子数+中子数,可知该原子的质子数为60-35=25,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,3d能级上的5个电子均为未成对电子,C正确。
3.B 某元素基态原子M层上有一个未成对电子,可能的电子排布式为1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5、1s22s22p63s23p63d14s2,该基态原子电子排布式不可能是[Ar]3d94s2(不满足能最最低原理)。
4.AB
X为As,位于第4周期ⅤA族,最外层电子排布式为4s24p3,A、B正确;Y为O元素,基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,轨道表示式为,C错误;Z为H元素,H2能在O2中燃烧,D错误。
5.CD 基态H最外层电子排布式为1s1,H是非金属元素,A错误;基态Na原子的价电子排布式为3s1,基态Mg原子的价电子排布式为3s2,基态Al原子的价电子排布式为3s23p1,基态Na原子和Al原子均只有1个未成对电子,而基态Mg原子没有未成对电子,B错误;周期表前36号元素中有H、Li、Na、K、Cr、Cu共6种元素符合基态时原子最外层电子排布式为ns1,C正确;基态原子2p能级上有3个电子的X元素为N元素,基态原子3p能级上有3个电子的Y元素为P元素,N、P都是第ⅤA族元素,D正确。
6.A
简单离子半径:S2->K+,A正确;简单氢化物稳定性:H2O>H2S,B错误;基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,简化电子排布式为[Ar]3d104s1,C错误;题给五种元素中最高价氧化物对应水化物碱性最强的是KOH,D错误。
7.答案 (1)C或O (2)A (3)3 (4)3d104s1
(5)Li、H或K、Cl
解析 (1)A元素基态原子次外层有2个电子,说明最外层为L层,最外层有2个未成对电子,核外电子排布式可能为1s22s22p2或1s22s22p4,其元素符号可能是C或O。
(2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则其核外电子排布式为1s22s22p3,表示该原子的最低能量状态,A正确。
(3)C元素基态的正三价离子价电子排布式为3d5,则该正三价离子的最高能层上的电子排布式为3s23p63d5,不同能级上电子能量不同,共3种。
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层有电子但没有成对电子(即4s1),则其基态原子的价电子排布式为3d104s1。
(5)E、F为主族元素,其基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,说明在相邻两个周期,若形成的离子最外层电子排布式为3s23p6,最高能级的电子对数和最高电子层的电子层序数均为3,则E、F分别为K、Cl中的一种;形成的离子最外层电子排布式也可能为1s2,最高能级的电子对数和最高电子层的电子层序数均为1,则E、F分别为Li、H中的一种。
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