1、课时分层作业(二)电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理(建议用时：40分钟)合格过关练1下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()A原子核外的电子像一片云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云Bs轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动Cp轨道呈哑铃形，在空间有两个伸展方向D与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大D电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率密度，并非原子核真被电子云雾所包裹，故A错误；原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的概率大，在此区域外出现的概率小，故B错误；p轨道在空间有x
2、、y、z 3个伸展方向，故C错误；由于按2p、3p的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，故D正确。2符号3px所代表的含义是()Apx轨道上有3个电子B第三个电子层px轨道有3个伸展方向Cpx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D3px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，px表示沿x轴方向伸展的p轨道。3下列说法中正确的是()A1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B基态氢原子的电子云是圆形的Cns能级的原子轨道图可表示为D3d3表示3d能级有
3、3个原子轨道C电子云是用小点表示电子在原子核外空间出现的概率，小点不代表电子，小点的疏密表示电子出现概率的大小，A项错误；基态氢原子的电子云是球形而不是圆形的，B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个原子轨道，D项错误。4下列说法正确的是()Ap电子云是平面“8”字形的B3p2表示3p能级中有两个原子轨道C2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子Ds电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状Dp电子云形状是哑铃形，不是平面“8”字形，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；L层没有d能级，C项错误。5下列原子的轨道表示式正确的是()CA的2p轨道应各排
4、布一个电子且自旋平行，B的2s轨道中两个电子的自旋状态应相反，D的2s轨道中应排满两个电子后再排2p轨道。6下列原子中未成对电子数最多的是()ACBOCNDClCA项，C的核外电子排布式为1s22s22p2，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；B项，O的核外电子排布式为1s22s22p4，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；C项，N的核外电子排布式为1s22s22p3，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为3；D项，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为1。7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
5、的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是() AB CDDA项，根据构造原理可知，E3dE4s，且题图中3d能级电子排布不符合洪特规则，错误；B项，根据构造原理知，E3dE4s，且题图中1s、2s、3s、4s能级的电子排布不符合泡利原理，错误；C项，3d5电子排布不符合洪特规则，错误。8已知下列轨道表示式所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是()AA项表示的是基态原子，能量处于最低状态；B项中2s能级上的电子跃迁到2p能级上，为激发态原子，能量较高；C项，2p能级上的三个电子应尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同时能量最低；D项，先填满2s能级，再填2p能级时的能量
6、最低。9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数有关。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C氩原子与硫离子的核外电子排布虽然相同，但核内质子数(即核电荷数)不同。电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，对应相同能级上的电子的能量和距离原子核的距离是不同的，其对应的化学性质也不同，如S2虽然达到了稳定结构，但具有较强的还原性，和Ar的性质不同
7、。素养培优练10下列四种元素中，单质氧化性最强的是()A原子中含有未成对电子最多的第二周期元素B位于周期表中第三周期A族的元素C原子最外层电子排布为2s22p6的元素D原子最外层电子排布为3s23p5的元素DA中所述元素为N，B中所述元素为Al，C中所述元素为Ne，D中所述元素为Cl，在N2、Al、Ne、Cl2中，Cl2的氧化性最强。11下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A最外层都只有一个电子的X、Y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原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子D2p轨道上只有一个空轨道的X原
8、子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子DD项，X原子是C原子，Y原子为Si原子，二者位于同一主族，最外层电子数相同，化学性质相似，D正确。12下列各组表述中，两个粒子一定不属于同种元素原子的是()A3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子BM层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子C最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子D2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子BA项，3p能级有一个空轨道，说明3p能级有2个电子，3s能级肯定已填满，价
9、电子排布式为3s23p2，因此A中两粒子相同，不符合题意。B项，M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即最外层电子排布为3s23p63d10，应该是锌元素，3d64s2是铁元素的价电子排布式，符合题意。C项，价电子排布式为4s24p5，则3d能级已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5，不可能；最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能；同理，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p
10、5，二者是同种元素的原子，不符合题意。D项，2p能级有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，不符合题意。13下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)s电子的原子轨道呈_形，每个s能级有_个原子轨道；p电子的原子轨道呈_形，每个p能级有_个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有_方向。解析(1)ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素
11、X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，则原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。答案(1)球1哑铃3(2)2p三个互相垂直的伸展14(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理？_；哪些违反了洪特规则？_。(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为_；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_。(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺
12、序排列。2s3d4s3s4p3p轨道能量由低到高排列顺序是_(填序号)。解析(1)同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，违反了泡利原理；中成单电子应自旋平行，中5个电子应分占5个轨道，中成单电子自旋平行，所以违反了洪特规则。(2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。答案(1)(2)1s22s22p63s23p4H2SO4(3)15. (素养题)(1)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_形象化描述。在基态
13、14C原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(2)N的基态原子核外电子排布式为_；Cu的基态原子最外层有_个电子。(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为_，其价层电子的轨道表示式为_。(4)Na位于元素周期表第_周期第_族；S的基态原子核外有_个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_。(5)Cu基态核外电子排布式为_。(6)基态Fe原子有_个未成对电子，Fe3的电子排布式为_。(7)31Ga基态原子的核外电子排布式是_。(8)铝原子核外电子云有_种不同的伸展方向，有_种不同运动状态的电子。(9)基态Mn2的核外电子排布式为_。(10)Se原子序数为_，其核
14、外M层电子的排布式为_。(11)可正确表示原子轨道的是_。A2s B2d C3pz D3f解析(1)电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述。C的轨道表示式为，所以其基态原子中核外存在2对自旋状态相反的电子。(2)N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期第B族，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子。(3)钒在元素周期表中的位置为第四周期第B族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。(4) 元素位于元素周期表第三周期第A族；Si原子核外电子数
15、为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(5)Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。(6)基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(8)铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。(9)Mn的核外电子数为25，基态Mn2的核外电子排布式为1s22s22p63
16、s23p63d5或Ar3d5。(10)Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10。(11)L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故选A、C。答案(1)电子云2(2)1s22s22p31(3)第四周期第B族(4)三A21s22s22p63s23p2或Ne3s23p2 (5)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(6)41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1(8)413(9)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (10)343s23p63d10(11)AC