苏教版高中化学选修三2.1原子核外电子的运动

2.1原子核外电子的运动
课时训练
一、选择题
1.(2015·武汉高二检测)下列电子层不包含p轨道的是( )
A.N
B.M
C.L
D.K
【解析】选D。

K层只有s轨道。

2.下列说法正确的是( )
A.s轨道呈圆形,p轨道呈纺锤形
B.科学家们采用统计的方法来描述电子在原子核外某一区域出现的机会
C.电子云中小点的密度表示电子的多少
D.f轨道有5个伸展方向
【解析】选B。

s轨道为球形;电子云中的小点不是真正的电子,而是电子在这一区域曾经出现过;f轨道有7个伸展方向。

3.某微粒的核外电子排布式为1s22s22p6,下列关于该微粒的说法一定正确的
是( )
A.质子数为10
B.单质具有还原性
C.是单原子分子
D.电子数为10
【解析】选D。

从微粒的电子排布式可知,该微粒核外有10个电子,但该微粒可能是离子、原子或分子,因此A、B、C错。

【互动探究】
(1)符合A项和题意的元素有哪些?
提示:Ne。

(2)符合B项和题意的微粒有哪些?
提示:Na+、Mg2+、Al3+。

【补偿训练】在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.最易失去的电子能量最高
B.1s轨道的电子能量最低
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
【解析】选C。

选项C没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。

4.(2015·临沂高二检测)在第n电子层中,当它作为原子的最外层时,容纳电子数最多与(n-1)层相同。

当它作为原子的次外层时,其容纳电子数最多比(n-1)层多10个,则此电子层是( )
A.K层
B.L层
C.M层
D.N层
【解析】选C。

原子最外层(第n电子层)最多容纳电子数是8个,即第(n-1)层容纳8个电子,那么第(n-1)层为L层,第n电子层为M层;再对照M层作为次外层时最多可容纳18个电子,比L层多10个电子。

5.(2015·鹤岗高二检测)下列原子轨道中可容纳电子数最多的是( )
A.6s
B.4p
C.3d
D.4f
【解析】选D。

s、p、d、f轨道分别容纳的电子数最多为2、6、10、14。

6.下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
【解析】选D。

电子跃迁时,会以光的形式释放能量,烟花、霓虹灯的灯光、蜡烛燃烧释放的光都与电子跃迁有关,平面镜成像是光的反射,与电子跃迁无关。

7.(2015·福州高二检测)下列各项中,前面的轨道先填入电子的是( )
①3d和4s ②4p和5s ③5s和4d ④5p和4d
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
【解析】选B。

根据原子核外电子排布的轨道能量顺序……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……从而可以看出②③中前面的轨道先填入电子。

【补偿训练】按能量由低到高的顺序排列正确的一组是( )
A.1s、2p、3d、4s
B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p
D.4p、3d、4s、3p
【解析】选C。

相同电子层上原子轨道能量高低ns<np<nd<nf;形状相同的原子轨道1s<2s<3s<4s;另外还要注意原子轨道能量交错问题。

A项,1s<2p<4s<3d,B项,1s<2s<2p<3s,D
项,3p<4s<3d<4p,C项正确。

8.下列核外电子的表示方法正确的是( )
C.Fe:[Ar]3d54s2
D.Cu:[Ar]3d104s1
【解析】选D。

A中氮原子轨道表示式为;B中氟原子轨道表示式为;C中铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2。

9.(双选)(2015·金陵高二检测)下列各原子或离子的电子排布式错误的
是( )
A.K+1s22s22p63s23p6
B.As 1s22s22p63s23p63d104s24p3
C.N3-1s22s22p3
D.Ca 1s22s22p63s23p63d2
【解析】选C、D。

C项中所给的为氮原子的电子排布式,N3-的电子排布式应该是1s22s22p6,D 项中Ca的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。

【易错提醒】书写电子排布式的注意问题
(1)同时符合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。

(2)看清楚题干要求是原子还是离子,离子可在原子的基础上加、减电子。

(3)对于特殊的核外电子排布式如Cr、Cu要熟记。

(4)在书写电子排布式时直接写电子排布式若有困难,可先写出原子的原子结构示意图,再据此写出电子排布式,如
10.下列关于外围电子排布为3s23p4的微粒描述正确的是( )
A.它的原子核外电子共有16种不同的运动状态
B.它的原子核外有三种形状不同的电子云
C.它可与H2反应生成常温时的液态化合物
D.核外电子轨道表示式为
【解析】选A。

外围电子排布为3s23p4的原子是S,核外有16个电子,每个电子有一种运动状态,故有16种不同的运动状态,A正确;该原子核外的电子云只有两种,B错;S与H2反应生成的H2S常温下是气态,C错;核外电子的轨道表示式违背了洪特规则,D错。

【方法规律】书写轨道表示式的步骤
首先写出该元素的电子排布式,然后根据电子排布式画出轨道表示式,在此步中要注意洪特规则以及泡利不相容原理,还要注意两个洪特规则的特例全充满和半充满,如
24Cr 1s 22s22p63s23p63d54s1,
29Cu 1s
22s22p63s23p63d104s1。

11.下列原子轨道中,可容纳单电子数目最多的是( )
A.6s
B.4p
C.3d
D.7s
【解析】选C。

原子轨道半满时所容纳单电子数目最多,s、p、d三个轨道最多可容纳的单电子数目分别为1、3、5。

二、非选择题
12.某元素的原子序数为24,填写下表:
【解析】根据核外电子排布原则,该元素的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1,故为铬元素。

答案:
13.(2015·苏州高二检测)写出具有下列电子排布的微粒的核电荷数及微粒符号。

(1)A原子1s22s22p5、。

(2)B-1s22s22p63s23p6、。

(3)C原子[He]2s22p3、。

【解析】(1)对于原子:核电荷数=核外电子数,确定A原子为F。

(2)对于阴离子:核电荷数=核外电子数-所带电荷数=18-1=17,故B-为Cl-。

(3)将简化电子排布式还原为电子排布式,即1s22s22p3,判断C原子为N。

答案:(1)9 F (2)17 Cl-(3)7 N
14.下列原子的外围电子排布式(或外围轨道表示式)中,哪一种状态的能量较低?
【解析】本题考查的是核外电子排布所遵循的原理方面的知识。

据洪特规则,电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,故(1)选B,(4)选A;据能量最低原理,核外电子先占有能量低的轨道,再占有能量高的轨道,(2)中由于3s轨道能量低于3p轨道,故选A;(3)中A:d5为半充满状态,为相对稳定的状态,所以选A。

答案:(1)B (2)A (3)A (4)A
15.(2015·益阳高二检测)A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。

A、B、C同周期,C、
D同主族,A的原子结构示意图为,B是同周期除稀有气体外半径最大的元素,C的最外层有三个成单电子,E的外围电子排布式为3d64s2。

回答下列问题:
(1)A为(写出元素符号,下同),电子排布式是___________;
(2)B为,简化电子排布式是;
(3)C为,外围电子排布式是;
(4)D为,轨道表示式是;
(5)E 为 ,原子结构示意图是 。

【解析】由题意可知,A 为Si,B 为Na,C 为P,则D 为N,E 为Fe 。

这五种元素电子排布式分别为A:1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 2
,B:1s 2
2s 2
2p 6
3s 1
,C:1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 3
,D:1s 2
2s 2
2p 3
, E:1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
3d 6
4s 2。

由电子排布式可写出其他表示形式。

答案:(1)Si 1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 2
(2)Na [Ne]3s 1
(3)P 3s 2
3p 3
(4)N
(5)Fe
【补偿训练】在A 、B 、C 、D 四种元素中,A 为地壳中含量最多的元素;B 的单质在气体中密度最小;C 元素的原子失去两个电子后,其电子层结构和氩原子相同;D 元素的原子核外有三个电子层,各电子层电子数之比为1∶4∶1。

(1)写出上述四种元素的名称:
A 、
B 、
C 、
D 。

(2)写出C 2+
的电子排布式___________。

(3)分别写出A 和B 、A 和D 形成的常见化合物的电子式: 、 。

【解析】(1)A 为地壳中含量最多的元素,A 为O;B 的单质在气体中密度最小,B 为H;C 元素的原子失去两个电子后,其电子层结构和氩原子相同,则C 为Ca;D 元素的原子核外有三个电子层,各电子能层电子数之比为1∶4∶1,D 为Mg 。

(2)C 2+
是Ca 失去最外层2个电子形成的Ca 2+
,故电子排布式为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6。

(3)A 和B 形成的常见化合物是H 2O,A 和D 形成的化合物是MgO 。

答案:(1)氧 氢 钙 镁 (2)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
(3)H ··O ··
··
··H
Mg
2+
[··O ··
··
··]2- 16.(2015·银川高二检测)有A 、B 、C 、D 、E 五种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。

其中C 、E 是金属元素;A 和E 属同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns 1。

B 和D 也属同一族,它们原子最外层的p 轨道电子数是s 轨道电子数的两倍,C 原子最外层上电子数等于D 原子最外层上电子数的一半。

请回答下列问题:
(1)以上这五种元素中,原子半径最小的是 (填元素符号)。

(2)由这五种元素组成的一种化合物是 (写化学式)。

(3)写出D 元素基态原子的电子排布式:__________________________。

(4)写出E 元素基态原子的轨道表示式:__________________________。

【解析】1～20号元素均为主族元素,最外层电子排布式为ns 1
的元素为ⅠA 族元素,最外层电子排布ns 2
np 4
的元素为ⅥA 族,其中B 为氧,D 为硫,并依次推断出A 为氢,E 为钾,C 为铝。

答案:(1)H (2)KAl(SO 4)2·12H 2O (3)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 4
(4)
【补偿训练】有A 、B 、C 、D 四种微粒,A 得到一个电子后,其电子层构型与Ar 相同。

B 有3个电子层,其失去2个电子后呈0价,第1、3层电子数之和等于第2层。

C 呈电中性,在空气中的含量仅次于氮气。

D 的符号为 2040
D 2+。

试回答下列问题: (1)用化学符号表示: A ,B , C ,D ;
(2)A 微粒和D 微粒的电子排布式分别是 ,____________;
(3)B 和C 所属元素的原子结合时可形成分子或离子,任举两例: , 。

【解析】本题中的四种微粒,包括原子、离子和分子等,通常可运用电子排布规律,确定原子或简单离子的核电荷数进而来确定答案,如本题中A 、B 、D 的推断就是如此。

A 得到一个电子,具有Ar 的电子层结构,即1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
,故A 的核电荷数为17,是氯原子;B 有3个电子层,它的第1、2层上电子数应是2、8,B 失去2个电子后呈0价,则B 为S 2-;C 在空气中含量仅次于氮气,且呈电中性,则C 为O 2;D 的质子数为20,即原子序数为20,显+2价,则D 为Ca 2+。

答案:(1)Cl S 2- O 2 Ca 2+
(2)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 5
1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
(3)SO 2 SO 3(合理即可)
17.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 跟Y 可形成化合物X 2Y 3,Z 元素可以形成负一价离子。

请回答下列问题:
(1)X 元素原子基态时的电子排布式为_________________, 该元素的符号是 。

(2)Y 元素原子的价层电子的轨道表示式为________________,
该元素的名称是。

(3)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是______________________________________________
_______________________________________________________________。

【解析】(1)因为X原子4p轨道上有3个未成对电子,可知其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,并推出其元素符号为As。

(2)根据Y元素的最外层2p轨道上有2个未成对电子,Y和Z元素的原子序数之和为42-33=9,Y可能为1s22s22p2或1s22s22p4,再根据Z可形成负一价离子,推出Y电子排布为后者,价层电子的轨道表示式为,元素名称为氧;Z为氢。

(3)根据电子守恒配平即可。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3As
(2)氧
(3)As2O3+6Zn+6H2SO42AsH3↑+6ZnSO4+3H2O。