选修3第一章第一节原子结构知识点总结及练习题

高二（上）化学辅导一
第一节原子结构知识点总结及练习题
【要点精讲】
一.原子结构
1.能级与能层
2.原子轨道
3.原子核外电子排布规律
⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。

能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。

说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。

也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。

（2）能量最低原理
现代物质结构理论证实，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，简称能量最低原理。

构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。

（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。

换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。

（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。

比如，p3的轨道式为
或，而不是。

洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。

即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。

前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。

4. 基态原子核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式
①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。

②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。

(2)电子排布图(轨道表示式)
每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。

如基态硫原子的轨道表示式为
↑↓↑
↓↓↓
↑↑↑
【习题精练】
一、选择题
1．下列各电子能层，含有f能级的是( )
A．K层B．L层C．M层 D．N层
2、在M能层中能级数目为（）
A．1 B．3 C．9 D．18
3、下列能级中可容纳电子最多的是( )
A．6s B．4p C．3d D．4f
4、某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是
A．0 B．2 C．5 D．8
5、下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A．Ca2+：1s22s22p63s23p6 B．O 1s22s22p6
C．P：1s22s22p63s23p3 D．Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
6、主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布
分别为
A．ns2np2和ns2np4 B．ns1和ns2np4 C．ns2和ns2np5 D．ns1和ns2
7、某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的原子序数为( )
A．29 B．30 C．31 D．32
8、某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素
原子的最外层电子排布是
A．2s22p3 B．2s22p5 C．3s23p3 D．3s23p5
9．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是
A B C D
10．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，其理论依据是（）
A．构造原理 B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理
11．4p能级只填充一半电子的原子，其原子序数是 ( )
A．15 B．33 C．35 D．51
12．下列原子各电子层中电子数不合理的是
A．21Sc：K(2) L(8) M(8) N(3) B．24Cr：K(2) L(8) M(13) N(1) C．32Ge：K(2) L(8) M(18) N(4) D．29Cu：K(2) L(8) M(18) N(1)
13.（双选）同一原子的基态和激发态相比较（）
A．基态时的能量比激发态时高B．基态时比较稳定
C．基态时的能量比激发态时低D．激发态时比较稳定
14．第三能层含有的轨道数为（）
A．3 B．5 C．7 D．9
15．下列能级轨道数为3的是（）
A．s能级 B．p能级 C．d 能级 D．f能级
16．生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（）
A．钢铁长期使用后生锈B．节日里燃放的焰火C．金属导线可以导电D．卫生球久置后消失
17．(双选)当氢原子中的电子从2p能级向其他低能量能级跃迁时（）
A. 产生的光谱为吸收光谱
B. 产生的光谱为发射光谱
C. 产生的光谱线的条数可能是2 条
D. 电子的能量将升高
18、下列基态原子或离子的电子排布式错误的是
A. K 1s22s22p63s23p64s1
B. F 1s22s22p5
C. Mg2+ 1s22s22p6
D. Br 1s22s22p63s23p64s24p5
19．下列说法中正确的是( )
A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布
B．3p2表示3p能级有两个轨道
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．同一原子中，2p、3p 4p能级的轨道数依次增多
20．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( )
A．一个小黑点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
21．某电子层当它作为最外层时，最多只能容纳8个电子，当它作为次外层时，最
多只能容纳18个电子，该电子层可能是
A．M层B．N层 C．L层D．Q层
22.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
23.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。

产生这一现象的主要原因
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
24.若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素原子核外共有5个电子层 C．该元素原子的M能层共有8个电子
D．该元素原子最外层共有3个电子
原子的结构示意图为。

则X、Y及该原子3p能级上的电子数可能分别为A．18、6、4 B．20、8、6 C．18、8、6 D．15~20、3~8、1~6
26. 下列基态原子或离子的电子排布式错误的是
A．K：1s22s22p63s23p64s1 B．Fˉ：1s22s22p6
C．Fe：1s22s22p63s23p63d54s3 D．Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6
27. 下面是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，其中正确的是 d
28．（双选）下列各项叙述中，正确的是（）
A、电子层序数越大，s原子轨道的形状相同、半径越大
B、在同一电子层上运动的电子，其自旋方向肯定不同
C、镁原子由1s22s22p63s2→ls22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态
D、原子最外层电子排布是5s1的元素，其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
29.在物质结构研究的历史上，首先提出原子内有电子学说的是
A.道尔顿
B.卢瑟福
C.汤姆生
D.玻尔
30.（双选）以下能级符号正确的是:
31．下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是
和2s22p4 和2s22p4 和2s22p5 和3s23p4
32．下列有关认识正确的是
A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n—1 D．各能层含有的电子数为2n2
33.科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数
目及核电荷的数目有关。

氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。

下列说法正确的是
A.两粒子的1s能级上电子的能量相同
B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D.两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
二、填空题：
34、用“>”、“<”、“=”表示下列能级的能量高低关系：
（1）1s____2s____3s____4s； 2p____3p____4p____5p； 3d____4d____5d；（2）2s____2p； 3s____3p____3d； 4s____4p____4d____4f；
35．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X2Y3，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________；。