高中化学第一章原子结构与性质第1节原子结构第2课时能量最低原理泡利原理洪特规则课时作业新人教版选修3

第一章第一节第2课时能量最低原理泡利原理洪特规则
基础巩固
一、选择题
1．下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( D )
解析：平面镜成像是光线反射的结果，与电子跃迁无关，霓虹灯广告、燃烧蜡烛、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，故选D。

2．下列原子的电子排布图中，符合洪特规则的是( C )
解析：A．该电子排布图违反洪特规则，故A错误；
B．该电子排布图违反泡利不相容原理，故B错误；
C．该电子排布图符合洪特规则，故C正确；
D．该电子排布图违反能量最低原理，故D错误；故选C。

3．描述硅原子核外电子运动说法错误的是( D )
A．有4种不同的伸展方向
B．有14种不同运动状态的电子
C．有5种不同能量的电子
D．有5种不同的运动范围
解析：A．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，共2种轨道，S轨道为球形只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则有4种不同的伸展方向，故A正确；
B．硅原子为14号元素，则核外有14种不同运动状态的电子，故B正确；
C．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，所以有5种不同能量的电子，故C正确；
D．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，则核外有3个电子层，所以有3种不同的运动范围，故D错误。

故选D。

4．下列有关化学用语中不能体现氮原子核外电子能量有差异的是( A )
A ．·N ··
··
C ．
D ．1s 22s 22p 3
解析：电子式不能体现出核外电子的能量差异。

5．符号3p x 所代表的含义是( D ) A ．p x 轨道上有3个电子
B ．第三个电子层p x 轨道有3个伸展方向
C ．p x 电子云有3个伸展方向
D ．第三个电子层沿x 轴方向伸展的p 轨道
解析：3p x 中，3表示第三电子层，p 原子轨道在三维空间的分布分别沿x 、y 、z 三个方向，p x 表示沿x 轴方向伸展的p 轨道。

6．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( D )
A ．·
·He B ．
C ．1s 2
解析：A 项只能表示最外层电子数；B 项只表示核外的电子分层排布情况；C 项具体到各能级的电子数；而D 项包含了能层、能级以及轨道内电子的自旋状态，故选项D 符合题意。

7．下列关于价电子排布为3s 2
3p 4
的原子描述正确的是( B ) A ．它的元素符号为O
B ．它的核外电子排布式为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 4
C ．可以与H 2化合生成液态化合物
D ．其电子排布图为
解析：A ．价电子排布为3s 2
3p 4
的粒子，其基态原子核外电子排布式为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 4
，其核外电子数为16，为S 元素，故A 错误；
B ．价电子排布为3s 2
3p 4
的粒子，其基态原子核外电子排布式为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 4
，故B 正确；
C ．一定条件下，它可与H 2生成气态化合物H 2S ，故C 错误；
D ．S 原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其轨道表示
式为
，故D 错误；故选B 。

8．(2018·福建华安模拟)下列说法正确的是( B )
A ．原子核外电子排布式为1s 2
的原子与原子核外电子排布式为1s 2
2s 2
的原子化学性质相
似
B．Zn2＋的最外层电子排布式为3s23p63d10
C．基态铜原子的外围电子排布图：
D．基态碳原子的最外层电子排布图：
解析：A．原子核外电子排布式为1s2的元素为He，原子核外电子排布式为1s22s2的元素为Be，He性质稳定，Be较活泼，性质不同，故A错误；B．Zn的原子序数为30，电子排布为[Ar]3d104s2，失去2个电子变为锌离子，Zn2＋的最外层排布式为：3s23p63d10，故B正确；C．Cu的原子序数为29，价电子排布为3d104s1，基态铜原子的价电子排布图为
，故C错误，D，C的原子序数为6，价电子排布为2s22p2，基态碳原子
的价电子排布图为，故D错误；故选B。

9．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是( B ) A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
解析：原子轨道在全空、全充满和半充满时能量较低，B项中3p上有3个电子，属于半充满，能量低，很稳定，若要变成激发态，需要的能量最多。

二、非选择题
10．五种元素的原子电子层结构如下：
A．1s22s22p63s23p63d54s1；B．1s22s22p63s2；
C．1s22s22p6；D．1s22s22p63s23p2x；E.[Ar]4s1。

试回答：
(1)哪个式子是错误的__D____，它违背了__洪特规则____。

(2)哪个式子表示稀有气体原子__C____。

(3)A的元素符号是__Cr____，写出其价电子排布的轨道表示式
______。

(4)B和E的金属性强弱关系为__K>Mg____(用元素符号表示)，可以说明这一事实的依据是(写出2点)__K与冷水剧烈反应而Mg与热水才反应，KOH(强碱)的碱性比Mg(OH)2(中强碱)强____。

解析：由核外电子排布原理和原子的电子排布式可知A～C元素分别为Cr、Mg、Ne，D 应为硅元素，但所写电子排布式违背了洪特规则，应为1s22s22p63s23p2(或3p1x p1y、3p1x3p1z、3p1y 3p1z)，E为钾元素。

11．根据核外电子的排布特点推断元素
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为
__N____；其价层电子排布图为______。

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号
为__Cl____，C离子的结构示意图为______。

(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为__Fe____，其基态原子的电子排布式为__1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2____，其原子的结构示意图为
______。

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为__Cu____，其基态原子的电子排布式为__[Ar]3d104s1____。

(5)F元素的原子最外层电子排布式为n s n n P n＋2，则n＝__2____；原子中能量最高的是__2p____电子，核外电子排布图为______。

解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。

(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C 为19号元素K。

(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。

(4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1故E为Cu。

(5)F最外层电子排布式为2s22p4。

能力提升
一、选择题
1．下列说法中正确的是( C )
A．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
解析：A、氢原子的电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，而不表示具体的电子、电子的个数，故A错误；
B、距核越近，电子的能量越低，则能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，故B错误；
C、原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫基态原子，故C正确；
D、原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱属于发射光谱，故D错误；故选C。

2．(2018·新疆呼图壁初考)“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是( B )
A．构造原理B．泡利原理
C．洪特规则D．能量最低原理
解析：各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍，支撑这一结论的理论是泡利原理，故选B。

3．某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，其基态原子在L层分布中正确的是( D )
解析：K层容纳2个电子，所以L层容纳4个电子，L层有2s、2p能级，2p能级能量较高，2s能级有1个轨道，容纳2个电子，剩余2个电子填充2p能级，2p能级有3个轨道，电子优先单独占有1个轨道，且自旋方向相同，基态原子在L层分布图为。

故选：D。

4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( C )
A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
解析：L层(M层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L层(M层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，A项错；B项中X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、
Fe、Co、Ni、Zn等；C项为C()和Si()。

5．下列有关核外电子排布的式子不正确的是( D )
A．24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．N原子的电子排布图：
D．S原子的电子排布图：
解析：S的电子排布图违反了洪特规则，正确的应是。

6．下列说法中正确的是( C )
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
B．3p2表示3p能级有两个轨道
C．处于最低能量状态的原子叫做基态原子
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
解析：同一能级的电子，随着能层的增加电子能量增加，所以同一原子中，1s、2s、3s 电子的能量逐渐增大，A错误；3p2表示3p能级上有2个电子。

B错误；处于最低能量状态的原子叫做基态原子，C正确；同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，D错误。

7．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取( B )
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
解析：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。

8．下列各组表述中，两个微粒不属于同种元素原子的是( C )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级无空轨道且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：A中，3p能级有一个空轨道，根据洪特规则只能，又根据能量最低原理，能量低于3p能级的轨道均已充满，即其电子排布式为1s22s22p63s23p2，两者为同种
元素；B中，2p能级有一个未成对电子但无空轨道，即为，其电子排布式为1s22s22p5，两者也为同种元素；C中，M层有s、p、d三个能级，全充满且N层为4s2，应为3s23p63d104s2，与3s23p64s2非同种元素；D中，最外层电子排布式为4s24p5，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故两者也为同种元素。

二、非选择题
9．推导下列元素，回答有关问题：
(1)具有1个4p电子的元素为__镓____(写元素名称，下同)，简化电子排布式为__[Ar]3d104s24p1____。

(2)N层只有1个电子的主族元素是__钾____，其氯化物的焰色反应呈__(浅)紫____色，
其原子核外有__19____种不同运动状态的电子。

(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素为__铜____，原子序数为__29____。

(4)离子M2＋的3d轨道中有5个电子，则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为__2____和__5____。

(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价电子排布式是__3d84s2____，X在参与化学反应时，1个原子失去的电子数为__2个或3个____。

解析：既处于同一周期又位于同一族的元素在第Ⅷ族。

则X和Y分别为Fe和Ni。

10．(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__3d104s24p2____，有__2____个未成对电子。

(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用__电子云____形象化描述。

在基态14C原子中，核外存在__2____对自旋相反的电子。

(3)基态Fe原子有__4____个未成对电子。

Fe3＋的电子排布式为__[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5____。

(4)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为__M____，该能层具有的原子轨道数为__9____、电子数为__4____。

(5)Se原子序数为__34____，其核外M层电子的排布式为__3s23p63d10____。

(6)Zn2＋基态核外电子排布式为__[Ar]3d10_或1s22s22p63s23p63d10____。

(7)钒在元素周期表中的位置为__第四周期ⅤB族____，其价层电子排布图为
______。

(8)Mg原子核外电子排布式为__1s22s22p63s2____；Ca原子最外层电子的能量__高于____Mg原子最外层电子的能量(选填“低于”、“高于”或“等于”)。