第01讲 核外电子排布规律及表示方法 (重难点专练)化学苏教版选择性必修2
2026-10-13
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内容正文:
第01讲 核外电子排布规律及表示方法
类型一 原子轨道与能量高低
1.A
2.D
3.(1) 球 1 哑铃 3
(2) 2p N
(3)S
类型二 核外电子排布的三条原理
4. 1个 平行
5.B
6.B
类型三 电子排布式与轨道表示式的书写
7.(1)1s22s22p2
(2)[Ar]3d84s2
(3)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(4)
(5)5s25p3
(6)
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(8)
8.D
9.C
10.(1)
(2)1s22s22p63s23p63d54s2
(3) 3d104s2 哑铃形
类型四 电子的运动状态与未成对电子数
11.A
12.C
13.(1) 2 +4
(2) 3s23p63d5 7 4s24p1 15 3s23p3
类型五 基态、激发态与原子光谱
14.B
15.(1)处于最低能量状态
(2)吸收能量,电子会跃迁到较高能级
(3) 吸收或释放 光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱
(4) 原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 每一种元素都有自己的特征谱线
16.A
1.(1)O
(2)N
(3) Fe [Ar]3d64s2
(4) Cu 3d10
(5)K、Cl
2.(1)
(2) 3 哑铃
(3)能量最低原理
(4) 焰色反应 基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时,以光的形式释放能量
(5) VIIB 3d54s2
3.C
4.C
5.A
1.C
2.A
3.D
4.C
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第01讲 核外电子排布规律及表示方法
类型一 原子轨道与能量高低
1.(2025-2026高二上·广西梧州·期末)下列描述错误的是
A.2p轨道呈球形 B.3d能级的能量高于4s能级的能量
C.4f能级有7个原子轨道 D.s轨道电子云半径随能层增大而增大
2.(2025-2026高二上·广西钦州·期末)下列关于能层和能级的叙述中正确的是
A.各电子层含有的原子轨道数为2n2(n>0且为整数)
B.第四能层为N能层,最多容纳18个电子
C.各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
D.多电子原子中同一能层各能级的能量高低:E(ns)<E(np)<E(nd)
3.(2025-2026高二上·黑龙江绥化·期末)回答下列问题。
(1)s能级电子云轮廓图呈_______形,每个s能级有_______个原子轨道;p能级电子云轮廓图呈_______形,每个p能级有_______个原子轨道。
(2)X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是_______电子,X元素的符号是_______。
(3)X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,那么X的元素符号应为_______。
类型二 核外电子排布的三条原理
4.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是先单独占___________轨道,且自旋___________,例如,2p3的电子排布为,不能表示为或。
[注意]洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14),半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时、体系较稳定、能量最低。例如,24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
5.(2025-2026高二上·陕西咸阳·期末)下列化学用语或图示正确的是
A.2py的电子云轮廓图: B.基态Cu+的价电子排布式:3d10
C.硫原子的结构示意图: D.激发态H原子的轨道表示式:
6.(2024-2025高二上·江西景德镇·期末)下列化学用语表述正确的是
A.H2O的电子式:
B.p能级的电子云轮廓图:
C.S2−的核外电子排布式:1s22s22p63s23p4
D.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
类型三 电子排布式与轨道表示式的书写
7.按要求书写电子排布式或电子排布图。
(1)基态C原子的核外电子排布式为___________。
(2)基态Ni原子的简化电子排布式为___________。
(3)基态Cr3+的核外电子排布式为___________。
(4)基态Fe2+的;3d电子轨道表示式为___________。
(5)锑和磷同族,锑原子基态的价层电子排布式为___________。
(6)基态钒原子的价电子排布图为___________。
(7)基态镓(Ga)原子的电子排布式为___________。
(8)基态Ni2+的价电子排布图为___________。
8.(2024-2025高二上·北京房山·期末)下列化学用语不正确的是
A.氯原子的结构示意图:
B.氯化氢的电子式:
C.基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式:3d54s1
D.基态氮原子的轨道表示式:
9.(2024-2025高二上·贵州黔东南·期末)下列基态原子或离子核外电子排布的表示方法正确的是
A.Cr的价电子排布式:3d44s2
B.Zn2+的核外电子排布式:[Ar]3d84s2
C.Fe的原子结构示意图:
D.O的价电子轨道表示式:
10.(2025-2026高二上·北京·阶段检测)请按要求回答以下问题:
(1)基态F原子的核外电子轨道表达式为_______。
(2)基态原子核外电子排布式为_______。
(3)菱锌矿ZnCO3中基态原子价电子排布式_______,基态C原子的核外电子占据的最高能级电子云轮廓为_______。
类型四 电子的运动状态与未成对电子数
11.(2024-2025高二上·山东临沂·期末)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,另一种用表示,称为电子的自旋磁量子数。下列基态原子中,其价电子自旋磁量子数的代数和为0的是
A.Mg B.Sc C.S D.N
12.(2025-2026高二上·福建莆田·期末)下列选项中,X、Y肯定属于同族元素且性质相似的是
A.原子核外电子排布式:X为1s22s2,Y为1s2
B.最外层都只有一个电子的X、Y原子
C.X原子基态时2p轨道上有一对成对电子,Y原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
D.X原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,Y原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
13.回答下列问题
(1)ⅣA族元素基态原子核外未成对电子数为___________,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为___________。
(2)基态Fe3+的M层电子排布式为___________,基态铝原子核外自旋平行的电子最多有___________个,与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为___________,基态磷原子的核外电子运动状态共有___________种,其价电子排布式为___________。
类型五 基态、激发态与原子光谱
14.(2025-2026高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.砷原子的简化电子排布式为:[Ar]3d104 s24p3
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.电子排布图违背了洪特规则
D.一个电子从3p能级跃迁到3 s能级,产生的原子光谱为发射光谱
15.基态与激发态
(1)基态原子:_______________的原子。
(2)激发态原子:基态原子_______________,变为激发态原子。
(3)原子光谱:不同元素原子的电子发生跃迁时会_______________不同的光,可以用______________________________,统称为原子光谱。
(4)光谱分析:在现代光学中,常利用______________________________,称为光谱分析。光谱分析的依据是______________________________。
16.(2025-2026高二上·北京朝阳·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.Na+的结构示意图:
B.2s电子云图:
C.基态29Cu原子的价层电子排布式:3d94s2
D.吸热反应焓的变化示意图:
1.(2023-2024高二上·江西上饶·期末)A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素,请完成下列空白。
(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,该元素与金属钠可以形成2种阴阳离子数之比为1:2的离子化合物,其元素符号为___________。
(2)B元素的原子最外层电子的排布式为nsnnpn+1,其元素符号为___________。
(3)C元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满,其元素符号为___________,其基态原子的简化电子排布式为___________。
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,D元素的符号为___________,其正一价阳离子的价层电子排布式为___________。
(5)E、F元素的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能层的电子层数,E、F元素符号分别是___________。
2.(2024-2025高二下·福建福州·期中)现有五种元素,其中A、B、C为短周期主族元素,D、E为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,其他相关信息如表:
A
元素的核外电子数和电子层数相等
B
元素原子的核外s电子数比p电子数多1
C
元素原子M层有2个电子
D
是前四周期中电负性最小的元素
E
位于周期表的第七列
回答下列问题:
(1)A的一种同位素中含有2个中子,其核素符号为______(填写X形式)。
(2)基态B原子中能量最高的电子,其电子云在空间有______个方向,原子轨道呈______形。
(3)某同学根据上述信息,推断基态C原子的轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违背了______。
(4)检验D元素的方法是______,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:______。
(5)E位于______族,基态E原子的价层电子排布式为______。
3.(2025-2026高二上·山东菏泽·阶段检测)已知三种微粒(原子或离子):
微粒
电子排布式
11X
1s22s22p6
19Y
1s22s22p63s23p6
20Z
1s22s22p63s23p6
若将上述三种微粒归为同一类,下列微粒中也可归为此类的是
A. B. C. D.
4.(2024-2025高二上·贵州安顺·期末)第十五届中国国际航空航天博览会上展示了世界上性能最好的GaN(氮化镓)有源相控阵火控雷达。下列化学用语表示正确的是
A.质子数为31、中子数为38的Ga原子:3138Ga
B.NH3的电子式:
C.基态31Ga原子价层电子排布式:4s24p1
D.基态N原子电子占据最高能级的电子云轮廓图:
5.(2024-2025高二上·广西南宁·期末)侯氏制碱法原理为NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓。下列说法正确的是
A.基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4
B.NH4Cl的电子式:
C.基态碳原子的轨道表示式:
D.NaCl溶液中的水合离子:
1.(2025·江苏·高考真题)科学家通过核反应01n+36Li→13H+24He发现氚(13H)。下列说法正确的是
A.01n表示一个质子
B.36Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2
C.13H与12H互为同位素
D.24He的原子结构示意图为
2.(2025·浙江·高考真题)下列化学用语表示不正确的是
A.基态S原子的电子排布式:2s22p4 B.质量数为14的碳原子:614C
C.乙烯的结构简式:CH2=CH2 D.H2O的电子式:
3.(2025·山东·高考真题)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是
A.70174Yb的中子数与质子数之差为104 B.70174Yb与70176Yb是同一种核素
C.基态Yb原子核外共有10个d电子 D.Yb位于元素周期表中第6周期
4.(2026·贵州·高考真题)反应2ClO3−+C2O42−+4H+=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O可用于制备消毒剂ClO2。下列有关化学用语的说法错误的是
A.基态氧原子的2py电子云轮廓图:
B.CO2的电子式:
C.中子数为20的氯原子符号:1720Cl
D.H2O的电离方程式:H2O+H2O⇌H3O++OH−
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第01讲 核外电子排布规律及表示方法
类型一 原子轨道与能量高低
1.(2025-2026高二上·广西梧州·期末)下列描述错误的是
A.2p轨道呈球形 B.3d能级的能量高于4s能级的能量
C.4f能级有7个原子轨道 D.s轨道电子云半径随能层增大而增大
【答案】A
【解析】A.2p轨道为哑铃形,不是球形,A错误;
B.多电子原子中存在能级交错,3d能级能量高于4s能级,B正确;
C.f能级对应的原子轨道数为7,4f能级有7个原子轨道,C正确;
D.能层增大,s轨道电子的平均能量升高,离核平均距离增大,电子云半径随能层增大而增大,D正确;
故选A。
2.(2025-2026高二上·广西钦州·期末)下列关于能层和能级的叙述中正确的是
A.各电子层含有的原子轨道数为2n2(n>0且为整数)
B.第四能层为N能层,最多容纳18个电子
C.各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
D.多电子原子中同一能层各能级的能量高低:E(ns)<E(np)<E(nd)
【答案】D
【解析】A.各电子层最多容纳的电子数为2n2(最外层不超8),原子轨道数应为n2而非2n2,A错误;
B.第四能层(N能层)最多容纳电子数为2×42=32,B错误;
C.并非所有电子层都有f能级,如第一、二、三能层无f能级,C错误;
D.在多电子原子中,同一能层内能级能量顺序为E(ns)<E(np)<E(nd),符合能级分裂规律,D正确;
故选D。
3.(2025-2026高二上·黑龙江绥化·期末)回答下列问题。
(1)s能级电子云轮廓图呈_______形,每个s能级有_______个原子轨道;p能级电子云轮廓图呈_______形,每个p能级有_______个原子轨道。
(2)X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是_______电子,X元素的符号是_______。
(3)X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,那么X的元素符号应为_______。
【答案】(1) 球 1 哑铃 3
(2) 2p N
(3)S
【解析】(1)s能级电子云轮廓图呈球形,每个s能级有1个原子轨道;p能级电子云轮廓图呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道,故答案为:球;1;哑铃;3;
(2)根据s能级只有1个原子轨道,只能最多存放2个电子,故X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,其中n=2,即X元素的原子最外层电子排布式为:2s22p3,原子中能量最高的是2p电子,X元素的符号是N;
(3)根据s能级只有1个原子轨道,只能最多存放2个电子,X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,其中n=3,即X元素的原子最外层电子排布式为:3s23p4,那么X的元素符号应为S。
类型二 核外电子排布的三条原理
4.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是先单独占___________轨道,且自旋___________,例如,2p3的电子排布为,不能表示为或。
[注意]洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14),半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时、体系较稳定、能量最低。例如,24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
【答案】 1个 平行
【解析】洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是先单独占1个轨道,且自旋平行。
5.(2025-2026高二上·陕西咸阳·期末)下列化学用语或图示正确的是
A.2py的电子云轮廓图: B.基态Cu+的价电子排布式:3d10
C.硫原子的结构示意图: D.激发态H原子的轨道表示式:
【答案】B
【解析】
A.2py轨道的电子云轮廓图应沿y轴方向伸展:,A错误;
B.Cu原子序数为29,基态Cu原子的电子排布为[Ar]3d104s1,原子失电子时先失去最外层的4s电子,因此基态Cu+的价电子排布式为3d10,B正确;
C.硫原子核电荷数为16,中性硫原子核外共16个电子,硫原子的结构示意图:,C错误;
D.第一电子层只有1s轨道,不存在1p轨道,不可能出现该排布,D错误;
故选B。
6.(2024-2025高二上·江西景德镇·期末)下列化学用语表述正确的是
A.H2O的电子式:
B.p能级的电子云轮廓图:
C.S2−的核外电子排布式:1s22s22p63s23p4
D.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】A.H2O属于共价化合物,不存在阴、阳离子,电子式不能标注方括号和电荷,图示为错误的离子形式,A错误;
B.p能级电子云轮廓图为哑铃形,存在px、py、pz三种相互垂直的伸展方向,图示表述正确,B正确;
C.S2−核外有18个电子,正确核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,这是中性S原子的电子排布,C错误;
D.基态Cr原子价层电子排布为3d54s1,依据洪特规则特例,3d轨道的5个电子应分占不同简并轨道且自旋平行,图示3d轨道排布不符合规则,D错误;
故选B。
类型三 电子排布式与轨道表示式的书写
7.按要求书写电子排布式或电子排布图。
(1)基态C原子的核外电子排布式为___________。
(2)基态Ni原子的简化电子排布式为___________。
(3)基态Cr3+的核外电子排布式为___________。
(4)基态Fe2+的;3d电子轨道表示式为___________。
(5)锑和磷同族,锑原子基态的价层电子排布式为___________。
(6)基态钒原子的价电子排布图为___________。
(7)基态镓(Ga)原子的电子排布式为___________。
(8)基态Ni2+的价电子排布图为___________。
【答案】(1)1s22s22p2
(2)[Ar]3d84s2
(3)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(4)
(5)5s25p3
(6)
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(8)
【分析】阳离子失电子顺序为先失去最外层ns电子,再失去(n-1)d电子;简化电子排布式用前一周期稀有气体符号代替内层电子;主族元素价电子为最外层电子,过渡元素价电子包含(n-1)d和ns电子。
【解析】(1)C原子序数为6,共6个电子,排布得1s22s22p2
(2)Ni原子序数28,内层对应Ar的电子排布,简化得[Ar]3d84s2
(3)Cr原子序数24,基态Cr为[Ar]3d54s1,失去3个电子(先失4s1,再失2个3d电子)得Cr3+排布为[Ar]3d3
(4)
Fe基态为[Ar]3d64s2,失去4s2得Fe2+,3d有6个电子,按洪特规则排布为1对+4个单电子
(5)锑为第五周期ⅤA族,主族价电子为最外层,故价电子排布为5s25p3
(6)
V原子序数23,价电子为3d34s2,按规则排布得对应轨道图
(7)Ga原子序数31,电子排布全写或简化均可,得到对应式子1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(8)
Ni失去4s2得Ni2+,价电子为3d8,按洪特规则排布为3对+2个单电子
8.(2024-2025高二上·北京房山·期末)下列化学用语不正确的是
A.氯原子的结构示意图:
B.氯化氢的电子式:
C.基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式:3d54s1
D.基态氮原子的轨道表示式:
【答案】D
【解析】A.氯原子质子数为17,核外电子数为17,电子层排布为2、8、7,所给结构示意图符合氯原子的结构特点,A正确;
B.氯化氢是共价化合物,氢原子与氯原子通过共用电子对成键,所给电子式符合共价化合物的书写规则,B正确;
C.为24号元素,根据洪特规则特例,半满结构能量更低更稳定,价层电子排布式为3d54s1,C正确;
D.基态氮原子的电子排布需满足泡利不相容原理和洪特规则:2s轨道的两个电子自旋方向应相反,且2p能级的3个电子应分占不同轨道且自旋平行,所给轨道表示式违反上述规则,D错误;
故选D。
9.(2024-2025高二上·贵州黔东南·期末)下列基态原子或离子核外电子排布的表示方法正确的是
A.Cr的价电子排布式:3d44s2
B.Zn2+的核外电子排布式:[Ar]3d84s2
C.Fe的原子结构示意图:
D.O的价电子轨道表示式:
【答案】C
【解析】A.Cr是24号元素,基态Cr原子价电子排布为3d54s1,故A错误;
B.Zn2+是Zn原子失去最外层2个4s电子形成,核外电子排布式为[Ar]3d10,故B错误;
C.Fe为26号元素,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,原子结构示意图为,故C正确;
D.O的价电子排布式为2s22p4,根据洪特规则,价电子轨道表示式为,故D错误;
选C。
10.(2025-2026高二上·北京·阶段检测)请按要求回答以下问题:
(1)基态F原子的核外电子轨道表达式为_______。
(2)基态原子核外电子排布式为_______。
(3)菱锌矿ZnCO3中基态原子价电子排布式_______,基态C原子的核外电子占据的最高能级电子云轮廓为_______。
【答案】(1)
(2)1s22s22p63s23p63d54s2
(3) 3d104s2 哑铃形
【解析】(1)F为9号元素,基态F原子的核外电子轨道表达式为。
(2)基态Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。
(3)基态Zn原子的价电子排布式为3d104s2;基态C原子的核外电子占据的最高能级为2p,电子云轮廓为哑铃形。
类型四 电子的运动状态与未成对电子数
11.(2024-2025高二上·山东临沂·期末)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,另一种用表示,称为电子的自旋磁量子数。下列基态原子中,其价电子自旋磁量子数的代数和为0的是
A.Mg B.Sc C.S D.N
【答案】A
【解析】A.Mg的价电子排布为3s2,两个电子自旋相反,自旋磁量子数之和为,A正确;
B.Sc的价电子排布为3d14s2,4s2的自旋和为0,3d1的单电子自旋磁量子数为,总代数和为,B错误;
C.S的价电子排布为3s23p4,3s2的自旋和为0,根据洪特规则,3p轨道先填充3个自旋平行的电子,第4个电子自旋相反,3p电子自旋和为±1≠0,C错误;
D.N的价电子排布为2s22p3,2s2的自旋和为0,2p轨道3个电子自旋平行,自旋和为,D错误;
故选A。
12.(2025-2026高二上·福建莆田·期末)下列选项中,X、Y肯定属于同族元素且性质相似的是
A.原子核外电子排布式:X为1s22s2,Y为1s2
B.最外层都只有一个电子的X、Y原子
C.X原子基态时2p轨道上有一对成对电子,Y原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
D.X原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,Y原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
【答案】C
【解析】A.X的核外电子排布式为1s22s2,X是Be(第IIA族);Y的排布式为1s2,Y是He(0族),二者不同族,A不符合题意;
B.最外层只有1个电子的原子不一定同族,如第IA族的Na和IB族的Cu,最外层都是1个电子,但不同族、性质差异大,B不符合题意;
C.X的2p轨道有一对成对电子,根据洪特规则,电子排布为1s22s22p4,X是O(第VIA族);Y的3p轨道有一对成对电子,价电子排布为3s23p4,Y是S(第VIA族),二者属于同主族元素,性质相似,C符合题意;
D.2p轨道有1个未成对电子,对应X可能是2p1(B,第IIIA族)或2p5(F,第VIIA族);3p轨道有1个未成对电子,对应Y可能是3p1(Al,第IIIA族)或3p5(Cl,第VIIA族),二者不一定同族,D不符合题意;
故选C。
13.回答下列问题
(1)ⅣA族元素基态原子核外未成对电子数为___________,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为___________。
(2)基态Fe3+的M层电子排布式为___________,基态铝原子核外自旋平行的电子最多有___________个,与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为___________,基态磷原子的核外电子运动状态共有___________种,其价电子排布式为___________。
【答案】(1) 2 +4
(2) 3s23p63d5 7 4s24p1 15 3s23p3
【解析】(1)ⅣA族元素基态原子价电子排布式为ns2np2,基态原子核外未成对电子数为2,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为+4;
(2)
基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,失去3个电子形成铁离子,基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5,基态Al原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1,电子排布图为,则基态铝原子核外自旋平行的电子最多有7个,与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为4s24p1,磷为15号元素,基态磷原子的核外电子运动状态共有15种,其价电子排布式为3s23p3。
类型五 基态、激发态与原子光谱
14.(2025-2026高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.砷原子的简化电子排布式为:[Ar]3d104 s24p3
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.电子排布图违背了洪特规则
D.一个电子从3p能级跃迁到3 s能级,产生的原子光谱为发射光谱
【答案】B
【解析】A.砷(As)原子序数为33,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3,简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3,A正确;
B.镁(Mg)原子序数为12,核外电子排布为1s22s22p63s2,最外层电子为3s能级电子,s轨道电子云为球形,B错误;
C.洪特规则指出:电子排布在同一能级的不同轨道时,优先单独占据不同轨道,且自旋状态相同。题图中p能级3个电子没有分占不同轨道,确实违背洪特规则,C正确;
D.能级能量关系为E(3p)>E(3s),电子从高能级3p跃迁到低能级3s时会释放能量,产生的原子光谱为发射光谱,D正确;
故选B。
15.基态与激发态
(1)基态原子:_______________的原子。
(2)激发态原子:基态原子_______________,变为激发态原子。
(3)原子光谱:不同元素原子的电子发生跃迁时会_______________不同的光,可以用______________________________,统称为原子光谱。
(4)光谱分析:在现代光学中,常利用______________________________,称为光谱分析。光谱分析的依据是______________________________。
【答案】(1)处于最低能量状态
(2)吸收能量,电子会跃迁到较高能级
(3) 吸收或释放 光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱
(4) 原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 每一种元素都有自己的特征谱线
【解析】(1)基态原子是原子的稳定存在状态,此时核外电子按构造原理填充在能量最低的轨道中,原子整体能量最低。
(2)基态原子通过吸收光子、热激发、碰撞等方式获得能量后,核外电子会从能量较低的轨道跃迁至能量更高的轨道,变为能量更高、稳定性更差的激发态原子。
(3)核外电子从高能级向低能级跃迁时会释放特定频率的光子,对应发射光谱;从低能级向高能级跃迁时会吸收特定频率的光子,对应吸收光谱;不同元素的电子能级结构不同,跃迁对应的光的频率存在特征差异,用光谱仪采集得到的这两类光谱总称为原子光谱。
(4)每种元素的原子结构不同,电子跃迁时吸收或释放的光的波长具有唯一性,即对应专属的特征谱线,因此可通过比对谱线位置确定元素种类、通过谱线强度测定元素含量,该方法即为光谱分析。
16.(2025-2026高二上·北京朝阳·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.Na+的结构示意图:
B.2s电子云图:
C.基态29Cu原子的价层电子排布式:3d94s2
D.吸热反应焓的变化示意图:
【答案】A
【解析】A.Na+是钠原子失去最外层1个电子形成的,核内质子数为11,核外电子数为10,电子排布为2、8,结构示意图正确,A正确;
B.2s电子云为球形对称结构,图示为哑铃形,是p轨道电子云图,B错误;
C.基态Cu原子的价层电子排布遵循洪特规则特例,全充满状态更稳定,应为3d104s1,C错误;
D.吸热反应中反应物总焓低于生成物总焓,图示反应物焓高于生成物,为放热反应示意图,D错误;
故答案为A。
1.(2023-2024高二上·江西上饶·期末)A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素,请完成下列空白。
(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,该元素与金属钠可以形成2种阴阳离子数之比为1:2的离子化合物,其元素符号为___________。
(2)B元素的原子最外层电子的排布式为nsnnpn+1,其元素符号为___________。
(3)C元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满,其元素符号为___________,其基态原子的简化电子排布式为___________。
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,D元素的符号为___________,其正一价阳离子的价层电子排布式为___________。
(5)E、F元素的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能层的电子层数,E、F元素符号分别是___________。
【答案】(1)O
(2)N
(3) Fe [Ar]3d64s2
(4) Cu 3d10
(5)K、Cl
【解析】(1)A次外层有2个电子,说明是第二周期元素;最外层有2个未成对电子,可能为C(2s²2p²)或O(2s²2p⁴);O可与Na形成Na2O、Na2O2两种离子化合物,两者阴阳离子比均为1:2,因此A为O;
(2)s轨道最多容纳2个电子,因此n=2,最外层电子排布为2s22p3,对应元素为N;
(3)3d轨道半充满即含5个电子,C的正三价离子为3d5,说明C原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,原子序数为26,是Fe,简化电子排布式为[Ar]3d64s2;
(4)M层全充满说明3s23p63d10,N层只有1个未成对电子,即4s1,因此D的核外电子排布为[Ar]3d104s1,是Cu;Cu+失去4s的1个电子,价层电子排布为3d10;
(5)已知两种离子电子层结构相同,且最高能级电子对数等于最高能层电子层数:若最高能层为第3层(电子层数=3),最高能级为3p,3p全充满时有3对电子,正好满足条件,即离子均为18电子结构。两种原子都只有1个未成对电子:K原子价电子为4s1(1个未成对电子),Cl原子价电子为3s23p5(1个未成对电子),K+和Cl−均为18电子结构,符合要求,因此E、F为K和Cl元素。
2.(2024-2025高二下·福建福州·期中)现有五种元素,其中A、B、C为短周期主族元素,D、E为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,其他相关信息如表:
A
元素的核外电子数和电子层数相等
B
元素原子的核外s电子数比p电子数多1
C
元素原子M层有2个电子
D
是前四周期中电负性最小的元素
E
位于周期表的第七列
回答下列问题:
(1)A的一种同位素中含有2个中子,其核素符号为______(填写X形式)。
(2)基态B原子中能量最高的电子,其电子云在空间有______个方向,原子轨道呈______形。
(3)某同学根据上述信息,推断基态C原子的轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违背了______。
(4)检验D元素的方法是______,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:______。
(5)E位于______族,基态E原子的价层电子排布式为______。
【答案】(1)
(2) 3 哑铃
(3)能量最低原理
(4) 焰色反应 基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时,以光的形式释放能量
(5) VIIB 3d54s2
【分析】A、B、C为短周期主族元素,A元素的核外电子数和电子层数相等,是H。B元素原子的核外s电子数比p电子数多1,说明核外电子排布为1s22s22p3,为N。C元素原子M层有2个电子,说明C原子含有12个电子,为Mg。D、E为第四周期元素,D元素是前四周期中电负性最小的元素,在第四周期的第一列,为K。E元素位于周期表的第七列,根据周期表的排列,为Mn。
【解析】(1)A是H,质子数为1,中子数为2,质量数=1+2=3,核素符号为。
(2)基态N原子能量最高的电子在2p轨道,p轨道电子云有3个空间伸展方向,原子轨道呈哑铃形。
(3)Mg的3s轨道能量低于3p轨道,依据能量最低原理,电子应先填满能量低的3s轨道,再填充3p轨道,该同学的轨道式违反了能量最低原理。
(4)检验K元素的方法是焰色反应。基态原子的电子吸收能量后跃迁到高能级,电子从高能级跃迁回低能级的时候以光的形式释放能量,不同金属元素对应的焰色不同,可用于鉴别。
(5)E是Mn,周期表第7列对应第ⅦB族,Mn原子序数为25,基态价层电子排布式为3d54s2。
3.(2025-2026高二上·山东菏泽·阶段检测)已知三种微粒(原子或离子):
微粒
电子排布式
11X
1s22s22p6
19Y
1s22s22p63s23p6
20Z
1s22s22p63s23p6
若将上述三种微粒归为同一类,下列微粒中也可归为此类的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】11X的核外有2+2+6=10个电子,则为Na+;19Y核外有2+2+6+2+6=18个电子,则为K+;20Z核外有2+2+6+2+6=18个电子,则为Ca2+;三者均为金属阳离子。选项中A代表Ne,B代表S2-,C代表Mg2+,D代表F-,只有C项对应金属阳离子,故答案为C。
4.(2024-2025高二上·贵州安顺·期末)第十五届中国国际航空航天博览会上展示了世界上性能最好的GaN(氮化镓)有源相控阵火控雷达。下列化学用语表示正确的是
A.质子数为31、中子数为38的Ga原子:3138Ga
B.NH3的电子式:
C.基态31Ga原子价层电子排布式:4s24p1
D.基态N原子电子占据最高能级的电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】A.质子数为31、中子数为38的Ga原子质量数为31+38=69,正确表示为,A错误;
B.NH3为共价化合物,分子中含3个N-H键,N原子还有1对孤对电子,题图电子式结构错误,B错误;
C.为第四周期第ⅢA族元素,基态原子价层电子排布式为4s24p1,C正确;
D.基态N原子电子占据的最高能级为2p,电子云轮廓图为哑铃形,题图为球形的s轨道电子云轮廓图,D错误;
故选C。
5.(2024-2025高二上·广西南宁·期末)侯氏制碱法原理为NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓。下列说法正确的是
A.基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4
B.NH4Cl的电子式:
C.基态碳原子的轨道表示式:
D.NaCl溶液中的水合离子:
【答案】A
【解析】A.基态氧原子核外有8个电子,电子排布式为1s22s22p4,A正确;
B.NH4Cl是离子化合物,Cl−为阴离子,电子式为,B错误;
C.基态碳原子的2p能级有2个电子,根据洪特规则,电子应分占不同的2p轨道且自旋平行,轨道表示式为,C错误;
D.NaCl溶液中,阳离子应吸引水分子中带部分负电荷的O原子即水分子的O端朝向阳离子,阴离子应吸引水分子中带部分正电荷的H原子即水分子的H端朝向阴离子,且氯离子半径大于钠离子半径,可表示为,D错误;
故选A。
1.(2025·江苏·高考真题)科学家通过核反应01n+36Li→13H+24He发现氚(13H)。下列说法正确的是
A.01n表示一个质子
B.36Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2
C.13H与12H互为同位素
D.24He的原子结构示意图为
【答案】C
【解析】A.01n质量数为1,质子数为0,中子数为1,因此其表示一个中子,A错误;
B.36Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1,B错误;
C.质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素,13H与12H质子数相同、中子数不同,二者互为同位素,C正确;
D.24He原子核外只有2个电子,原子结构示意图为,D错误。
故选C。
2.(2025·浙江·高考真题)下列化学用语表示不正确的是
A.基态S原子的电子排布式:2s22p4 B.质量数为14的碳原子:614C
C.乙烯的结构简式:CH2=CH2 D.H2O的电子式:
【答案】A
【解析】A.硫原子质子数为16,位于第三周期ⅥA族,基态S原子的电子排布式:1s22s22p63s23p4,A错误;
B.碳原子质子数为6,质量数为14的碳原子表示为:614C,B正确;
C.乙烯的官能团是碳碳双键,结构简式为:CH2=CH2,C正确;
D.水是共价化合物,水分子中O原子是中心原子,电子式为,D正确;
故选A。
3.(2025·山东·高考真题)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是
A.70174Yb的中子数与质子数之差为104 B.70174Yb与70176Yb是同一种核素
C.基态Yb原子核外共有10个d电子 D.Yb位于元素周期表中第6周期
【答案】D
【解析】A.中子数=174-70=104,与质子数70的差为104-70=34,而非104,A错误;
B.同位素之间质子数相同,但中子数不同,两者属于不同核素,B错误;
C.根据构造原理可知,Yb的电子排布为[Xe]4f146s2,在3d和4d轨道上有电子,共20个d电子,C错误;
D.根据Yb的价电子排布式可知,其有6s轨道,说明其有6个电子层,其位于第6周期,D正确;
故选D。
4.(2026·贵州·高考真题)反应2ClO3−+C2O42−+4H+=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O可用于制备消毒剂ClO2。下列有关化学用语的说法错误的是
A.基态氧原子的2py电子云轮廓图:
B.CO2的电子式:
C.中子数为20的氯原子符号:1720Cl
D.H2O的电离方程式:H2O+H2O⇌H3O++OH−
【答案】C
【解析】A.2py电子云轮廓图为沿y轴伸展的哑铃形,与图示一致,A正确;
B.CO2中C与每个O形成双键,给出的电子式中各原子均满足8电子稳定结构,书写正确,B正确;
C.中子数为20的氯原子,质量数=质子数+中子数=17+20=37,原子符号为,C错误;
D.水是弱电解质,存在自偶电离,电离方程式书写正确,D正确;
故选C。
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