高中化学选修3物质结构与性质三维设计配套课件学案课时跟踪检测(二)能量最低原理电子云与原子轨道
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(人教版)高中化学选修3 《物质结构与性质》全部教案学案第一章原子结构与性质一、本章教学目标1.了解原子结构的构造原理,知道原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子的排布。
2.了解能量最低原理,知道基态与激发态,知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3.了解原子核外电子的运动状态,知道电子云和原子轨道。
4.认识原子结构与元素周期系的关系,了解元素周期系的应用价值。
5.能说出元素电离能、电负性的涵义,能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6.从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
本章知识分析:本章是在学生已有原子结构知识的基础上,进一步深入地研究原子的结构,从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等,并图文并茂地描述了电子云和原子轨道;在原子结构知识的基础上,介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。
总之,本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质,为后续章节内容的学习奠定基础。
尽管本章内容比较抽象,是学习难点,但作为本书的第一章,教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣,重视培养学生的科学素养,有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习,学生能够比较系统地掌握原子结构的知识,在原子水平上认识物质构成的规律,并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
注意本章不能挖得很深,属于略微展开。
相关知识回顾(必修2)1.原子序数:含义:(1)原子序数与构成原子的粒子间的关系:原子序数====。
(3)原子组成的表示方法a. 原子符号:A z X A zb. 原子结构示意图:c.电子式:d.符号表示的意义: A B C D E(4)特殊结构微粒汇总:无电子微粒无中子微粒2e-微粒8e-微粒10e-微粒 18e-微粒2. 元素周期表:(1)编排原则:把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行叫周期;再把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行,叫族。
⾼三化学⼀轮复习--选修3(物质结构与性质)全套教学案⼈教版第四讲⼀.原⼦结构与性质.⼀.认识原⼦核外电⼦运动状态,了解电⼦云、电⼦层(能层)、原⼦轨道(能级)的含义.1.电⼦云:⽤⼩⿊点的疏密来描述电⼦在原⼦核外空间出现的机会⼤⼩所得的图形叫电⼦云图.离核越近,电⼦出现的机会⼤,电⼦云密度越⼤;离核越远,电⼦出现的机会⼩,电⼦云密度越⼩.电⼦层(能层):根据电⼦的能量差异和主要运动区域的不同,核外电⼦分别处于不同的电⼦层.原⼦由⾥向外对应的电⼦层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q.原⼦轨道(能级即亚层):处于同⼀电⼦层的原⼦核外电⼦,也可以在不同类型的原⼦轨道上运动,分别⽤s、p、d、f表⽰不同形状的轨道,s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展⽅向个数依次为1、3、5、7.例1.下列关于氢原⼦电⼦云图的说法正确的是A.通常⽤⼩⿊点来表⽰电⼦的多少,⿊点密度⼤,电⼦数⽬⼤B.⿊点密度⼤,单位体积内电⼦出现的机会⼤C.通常⽤⼩⿊点来表⽰电⼦绕核作⾼速圆周运动D.电⼦云图是对运动⽆规律性的描述例2.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、7B.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 -1D.各能层含有的电⼦数为2n22.(构造原理)了解多电⼦原⼦中核外电⼦分层排布遵循的原理,能⽤电⼦排布式表⽰1~36号元素原⼦核外电⼦的排布.(1).原⼦核外电⼦的运动特征可以⽤电⼦层、原⼦轨道(亚层)和⾃旋⽅向来进⾏描述.在含有多个核外电⼦的原⼦中,不存在运动状态完全相同的两个电⼦.(2).原⼦核外电⼦排布原理.①.能量最低原理:电⼦先占据能量低的轨道,再依次进⼊能量⾼的轨道.②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个⾃旋状态不同的电⼦.③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时,电⼦尽可能分占不同的轨道,且⾃旋状态相同.洪特规则的特例:在等价轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空时(p0、d0、f0)的状态,具有较低的能量和较⼤的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1.(3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电⼦排布式.①根据构造原理,基态原⼦核外电⼦的排布遵循图?箭头所⽰的顺序。
章末检测卷(二)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分)1.下列叙述正确的是()A.构成单质分子的微粒一定含有共价键B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物C.非极性键只存在于双原子单质分子里D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键答案 B解析A项,稀有气体的单质分子均为单原子分子,没有共价键;B项,NH4Cl为离子化合物;C、D项,如Na2O2、H2O2等分子中均含有非极性键。
故答案为B项。
2.下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是()A.CH4B.HClC.CH2===CH2D.F2答案 C解析本题考查σ键和π键的判断方法,共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,一个π键;共价三键由一个σ键和两个π键组成。
A、B、D中的共价键都是单键,故不含π键,CH2===CH2中有C—H、C—C σ键,还有C—C π键。
3.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。
上述中“结合力”实质是()A.分子间作用力B.氢键C.非极性共价键D.极性共价键答案 D解析解答本题的关键是审清题意,根据题意原溶液为“盐水”,后来却能释放出“氢原子”,氢原子只能来源于H2O,而H2O变为H原子必须破坏H—O键,H—O键为极性共价键,故选D。
4.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是()A.在一定条件下可发生加成反应B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长C.分子中含有2个σ键和4个π键D.不能与氢氧化钠溶液发生反应答案 A解析成键原子半径越大,键长越长,N原子半径小于C原子,故N≡C键比C—C键的键长短;(CN)2分子中应含有3个σ键和4个π键;由于(CN)2与卤素性质相似,可以和NaOH溶液反应;由(CN)2结构式知,可发生加成反应。
5.用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构,下列说法不正确的是()A.C原子的四个杂化轨道的能量一样B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据答案 D解析甲烷中碳原子采取sp3杂化,四个等同的杂化轨道分别与四个氢原子的s轨道重叠,形成正四面体形的分子。
章末检测卷(二)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分)1.下列叙述正确的是()A.构成单质分子的微粒一定含有共价键B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物C.非极性键只存在于双原子单质分子里D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键答案B解析A 项,稀有气体的单质分子均为单原子分子,没有共价键;B 项,NH 4Cl 为离子化合物;C 、D 项,如Na 2O 2、H 2O 2等分子中均含有非极性键。
故答案为B 项。
2.下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是()A.CH 4B.HClC.CH 2===CH 2D.F 2答案C解析本题考查σ键和π键的判断方法,共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,一个π键;共价三键由一个σ键和两个π键组成。
A 、B 、D 中的共价键都是单键,故不含π键,CH 2===CH 2中有C —H 、C —C σ键,还有C —C π键。
3.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。
上述中“结合力”实质是()A.分子间作用力B.氢键C.非极性共价键D.极性共价键答案D 解析解答本题的关键是审清题意,根据题意原溶液为“盐水”,后来却能释放出“氢原子”,氢原子只能来源于H 2O,而H 2O 变为H 原子必须破坏H —O 键,H —O 键为极性共价键,故选D 。
4.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N ≡C —C ≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是()A.在一定条件下可发生加成反应B.分子中N ≡C 键的键长大于C —C 键的键长C.分子中含有2个σ键和4个π键D.不能与氢氧化钠溶液发生反应答案A解析成键原子半径越大,键长越长,N 原子半径小于C 原子,故N ≡C 键比C —C 键的键长短;(CN)2分子中应含有3个σ键和4个π键;由于(CN)2与卤素性质相似,可以和NaOH 溶液反应;由(CN)2结构式知,可发生加成反应。
课时作业2构造原理能量最低原理满分:分钟100分时间:45)分一、选择题(共44) 1.在基态多电子原子中,下列关于核外电子能量的叙述错误的是(.最易失去的电子能量最高A B.电离能最小的电子能量最高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没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。
选项解析:CC答案:) 的是((2.(双选题)下列原子结构示意图能表示能量最低状态基态) B. A.D. C.解析:A、C两项中基态原子的核外电子排布符合构造原理。
B项和D项中均出现了第二层未排满8个电子,第三层却排布电子的现象,这不是基态,而是激发态。
答案:AC3.下列各组指定的元素不能形成AB型化合物的是() 2222224 2s2s2p2p 和1sA.1s22624224 3p2sB.1s2s和2p1s3s2p2262225 1s1s2s2p2p3s2s和C.2252242p2s和1s.D1s2p2s解析:先由电子排布式确定是何种元素,再分析判断。
A项中的C和O可以形成CO;B项中的S和O可以形成SO;C项中的Mg和F可以形成MgF;222.D项中的F和O不能形成AB型化合物。
2答案:D4.电子在一个原子的下列能级中排布时,最后一个排布的是() A.n s B.n pD.(n-C.(n-1)d 2)f解析:根据原子中能级的能量高低顺序:n s<(n-2)f<(n-1)d<n p,所以最后一个排布的应是能量最高的能级,应为n p能级。
可见,解此类题,应从构造原理入手,判断出能级的能量高低。
基态原子的电子在排布时应先进入能量低的能级,填满后再进入能量高的能级。
答案:B5.(双选题)H原子的核外有一个电子,通常排布在1s能级,而不是2s能级1。
对此,下列理解中不合理的是()上,可以表示为1s A.1s能级上只能容纳1个电子B.这种排布符合能量最低原理C.1s能级离原子核近,能量高D.排在2s能级上,没有1s能级上稳定解析:1s能级上能容纳2个电子且1s能级离原子核近,能量低,故电子排在2s能级上没有1s能级上稳定。
第二章水平测试一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分)1.sp3杂化形成的AB4型分子的空间构型是()A.平面四边形B.四面体C.四角锥形D.平面三角形解析:sp3杂化形成的AB4型分子的空间构型,应为四面体形,例如CH4,CF4等。
答案:B2.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是()A.熔点:CO2>KCl>SiO2B.水溶性:HCl>H2S>SO2C.沸点:乙烷>戊烷>丁烷D.热稳定性:HF>H2O>NH3解析:常温下CO2为气态,熔点较低,而KCl、SiO2为固体,熔点较高,A项错。
二氧化硫的溶解度大于硫化氢,B项错。
随着碳原子数增多,烷烃的沸点升高,故C项错。
非金属元素的得电子能力越强,即非金属性越强,其氢化物越稳定,D项正确。
答案:D3.下列说法中错误的是()A.SO2、SO3都是极性分子B.在NH+4和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强D.向Fe3+溶液中加入KSCN溶液,溶液显红色,是因为生成一系列的配合物解析:SO3是平面三角形分子,键角120度,因此它是非极性分子。
答案:A4.COCl2分子的结构式为,COCl2分子内含有()A.4个σ键B.2个σ键、2个π键C.2个σ键、1个π键D.3个σ键、1个π键解析:C和Cl之间为σ键,C和O之间为一个σ键、一个π键。
答案:D5.下列叙述中正确的是()A.NH3、CO、CO2都是极性分子B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子解析:分子的极性与物质的空间结构有关,空间结构高度对称的分子属于非极性分子。
对于AB n分子,其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数,则属于非极性分子,反之属于极性分子。
当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。
选项A中CO2为直线形结构,正、负电荷重心重合,故为非极性分子;选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱;选项D中的H2O分子为V型结构。
姓名,年级:时间:第二课时能量最低原理基态与激发态电子云与原子轨道学习目标:1。
知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理.2.了解原子的基态、激发态,知道原子核外电子在一定条件下能发生跃迁。
3.了解原子核外电子运动状态的描述方法,理解电子云、原子轨道的含义.[知识回顾]1.能层与能级(1)在多电子原子中,核外电子的能量是不同的。
能量不同的电子在核外不同的区域内运动,这种不同的区域称为能层.(2)每一电子层最多容纳的电子数为2n2。
离核越近的电子层,能量越低。
不同电子层的能量是不连续的。
(3)每一能层中,能级符号的顺序是n s、n p、n d、n f,能级数等于能层序数,s、p、d、f能级最多容纳的电子数分别为2、6、10、14.(4)钛元素的元素符号为Ti,钛的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,简化的电子排布式为[Ar]3d24s2.[要点梳理]1.原子的电子排布遵循的构造原理使原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
处于最低能量的原子叫做基态原子,当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子.2.电子云:是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述.任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,p电子的原子轨道呈纺锤形。
3.原子轨道:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
s、p、d、f能级的原子轨道数分别为1、3、5、7。
知识点一基态与激发态1.电子的跃迁(1)基态→激发态:当基态原子的电子吸收能量后,会从低能级跃迁到较高能级,变成激发态原子。
(2)激发态→基态:激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。
1s22s22p3表示基态氮原子,1s22s12p4表示激发态氮原子。
2.原子光谱原子光谱:不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。
05课后课时精练A.原子晶体硬度通常比分子晶体大B.原子晶体的熔、沸点较高C.分子晶体中有的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体解析:由于原子晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合,故原子晶体比分子晶体的熔、沸点高,硬度大。
有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电,如H2SO4、HCl等;D选项中的干冰(CO2)是分子晶体,D错。
答案:D2.干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物,它们的熔、沸点差别很大的原因是()A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B.C、O键键能比Si、O键键能小C.干冰为分子晶体,二氧化硅为原子晶体D.干冰易升华,二氧化硅不能解析:干冰和SiO2所属晶体类型不同,干冰为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力;SiO2为原子晶体,熔化时破坏化学键,所以熔点较高。
答案:C3.固体熔化时,必须破坏非极性共价键的是()A.冰B.晶体硅C.溴D.二氧化硅解析:各物质熔化时克服的作用力分别为:冰克服氢键,晶体硅克服的是非极性共价键,溴克服的是分子间作用力,二氧化硅克服的是极性共价键。
选项B符合题意。
答案:B4.下列物质熔点的比较正确的是()A.F2>Cl2>Br2B.金刚石>P4>O2C.S>HBr>金刚石D.I2>CH4>冰解析:A项中F2、Cl2、Br2均是分子晶体,由相对分子质量可知熔点:F2<Cl2<Br2;晶体类型不同时,一般是原子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,在常温时P4为固体,O2为气体,所以B项正确;同理因为标准状况下HBr、CH4是气态,冰、I2、S是固态且C项中金刚石为原子晶体,所以C、D两项错误。
答案:B5.下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SO2④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘A.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D.①③⑤解析:属于分子晶体的有SO3、HCl、SO2、CO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘等。
05课后课时精练考查点及角度基础中档稍难手性分子和手性碳原子3、5无机含氧酸的酸性1、2、7 8综合提升4、6 9、10、11、12A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4B.HNO3、H3PO4、H2SO4C.HI、HCl、H2SD.HClO、HClO3、HClO4解析:将酸写成通式:(HO)m RO n,R相同,n值越大,酸性越强;再根据元素非金属性强弱进行判断。
A项非金属性C>Si,酸性H2CO3>H2SiO3,错误;B项非金属性N>P,酸性HNO3>H3PO4,错误;C项HCl是强酸,H2S是弱酸,错误;D项由通式(HO)m ClO n,可得n值依次为0、2、3,从而得酸性强弱关系正确。
答案:D2.已知磷酸分子中三个氢原子都可以与重水(D2O)中的D原子发生交换,又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换,次磷酸钠(NaH2PO2)却不能再跟D2O发生氢交换,由此推断出次磷酸分子的结构是()解析:此题是信息题,考查利用信息综合分析、推断的能力。
由题给信息首先分析出H3PO4中共价键的形式,3个H分别和3个O形成共价单键,与H相连的3个O与P形成3个共价键,从而得出能跟D 原子发生交换的条件,由此同理对次磷酸结构作出判断。
答案:B3.当一个碳原子所连四个原子或原子团不同时,该碳原子叫“手性碳原子”。
下列化合物中含有2个手性碳原子的是()解析:由题干可知,A项与B项、D项中各有1个手性碳原子;C项中有2个手性碳原子。
答案:C4.碘单质在水中的溶解度很小,但在CCl4中的溶解度很大,这是因为()l4与I2相对分子质量相差较小,而H2O与I2相对分子质量相差较大l4与I2都是直线形分子,而H2O不是直线形分子l4与I2都不含氢元素,而H2O中含有氢元素l4与I2都是非极性分子,而H2O是极性分子解析:因水分子为极性分子,CCl4、I2分子为非极性分子,根据“相似相溶”,碘单质在水中的溶解度很小,但在CCl4中的溶解度很大,故A、B、C项不正确。
"【三维设计】2013版高中化学 第一章 第一节 第二课时 能量最低原理电子云与原子轨道课时跟踪训练 新人教版选修3 "[课时跟踪训练](时间45分钟 满分60分)一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)1.以下现象与核外电子的跃迁有关的是( )①霓虹灯发出有色光;②棱镜分光;③激光器产生激光;④石油蒸馏;⑤凸透镜聚光;⑥燃放的焰火,在夜空中呈现五彩缤纷的礼花;⑦日光灯通电发光;⑧冷却结晶;⑨焰色反应。
A .①③⑥⑦⑨B .②④⑤⑧⑨C .①③⑤⑥⑦D .①②③⑤⑥⑦解析:棱镜分光、凸透镜聚光都属于光的折射现象,与电子的跃迁无关;石油蒸馏和冷却结晶都是通过改变温度,根据其沸点不同和溶解度不同而分离物质的实验,也与电子的跃迁无关;①③⑥⑦⑨都是核外电子的跃迁引起的。
答案:A2.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )A .原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云B .s 能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C .p 能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p 能级原子轨道也增多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解析:A 项,电子云只是一种对核外电子运动的“形象”描述;B 项,核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一定的轨道;C 项,p 能级在任何能层均只有3个轨道。
答案:D3.在d 轨道中电子排布成,而不排布成,其最直接的根据是( )A .能量最低原理B .泡利原理C .原子轨道构造原理D .洪特规则 解析:洪特规则表明,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
答案:D4.N电子层含有的轨道类型数是( )A.3 B.4C. 5 D.6解析:N电子能层为第4能层,故有4种能级s、p、d、f,而每种能级的轨道类型相同,故含有4种类型的原子轨道。
答案:B5.[双选题]下列各原子的电子排布图正确的是( )解析:B、D不符合洪特规则,B应为,D应为答案:AC6.下列各组中的X和Y两种原子,化学性质一定相似的是( )A.X原子和Y原子最外层都只有一个电子B.X原子的核外电子排布为1s2,Y原子的核外电子排布为1s22s2C.X原子2p能级上有三个电子,Y原子的3p能级上有三个电子D.X原子核外M层上仅有两个电子,Y原子核外N层上仅有两个电子解析:A项,如H和Na性质不同,错误;B项,X为He,Y为Be,两者性质不同,错误;C项,X为N,Y为P,同主族元素性质相似,正确;D项,X为Mg,Y的M层电子数不确定,元素种类很多,错误。
04随堂对点演练知识点一能层与能级1.下列叙述正确的是()A.能级就是电子层B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2C.同一能层中的不同能级的能量高低相同D.不同能层中的s能级的能量高低相同解析:能层才是电子层;同一能层中的不同能级的能量高低的顺序是E n s<E n p<E n d<E n f……;不同能层,能级符号相同,n越大,能量越高,如E1s<E2s<E3s<E4s……。
答案:B2.下列各能层包含f能级的是()A.L能层B.N能层C.M能层D.K能层解析:多电子原子中,同一能层的电子可分为不同的能级,K层只有s能级,L层有s、p能级,从M层有s、p、d能级,从N层开始有f 能级。
答案:B3.以下能级符号正确的是()A.6sB.2dC.1dD.3f解析:能级数等于该能层序数:第一能层只有1个能级(1s),第二能层有2个能级(2s和2p),第三能层有3个能级(3s、3p、3d),依次类推。
答案:A知识点二构造原理与电子排布式4.构造原理揭示的电子排布能级顺序,实质是各能级能量高低。
若以E(n l)表示某能级的能量,以下各式中正确的是()A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)解析:根据构造原理,各能级能量的大小顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……能量由低到高,A项和D项正确顺序为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);对于不同能层的相同能级,能层序数越大,能量越高,所以C项错误。
答案:B5.下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是()①2p=3p②4s>2s③4p>4f④4d>3dA.①④B.①③C.③④D.②③解析:根据构造原理可知:2p<3p,①错误;4p<4f,③错误;4s>2s,②正确;4d>3d,④正确。
05课后课时精练A.1s22s22p4B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2D.1s22s22p63s23p64s2解析:根据四种原子的基态电子排布可知,选项A有两个电子层,最外层有6个电子,应最容易得到电子,电负性最大。
答案:A2.下列各组元素,按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是()A.K、Na、LiB.Al、Mg、NaC.N、O、CD.Cl、S、P解析:利用在同周期从左→右元素第一电离能增大(除ⅡA、ⅤA 族反常外),原子半径减小;同主族从上→下元素第一电离能减小,原子半径增大来判断。
答案:A3.下列对电负性的理解不正确的是()A.电负性是元素固有的性质,与原子结构无关B.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准C.根据电负性的大小,可判断化合物XY中两元素化合价的正负D.电负性的大小反映了不同元素的原子对键合电子吸引力的大小解析:电负性的大小反映了不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,与原子结构有关。
答案:A4.X和Y是原子序数大于4的短周期元素,X m+和Y n-两种离子的核外电子排布相同,下列说法中正确的是()A.X的原子半径小于YB.X和Y的核电荷数之差为m-nC.电负性X>YD.第一电离能X<Y解析:X m+和Y n-两种离子的核外电子排布相同,则质子数X>Y,原子半径X>Y。
X比Y更易失电子,第一电离能X<Y,电负性X<Y。
X与Y的核电荷数之差为m+n。
答案:D5.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分,下列各对原子形成的化学键中共价键成分最少的是()A.Li,FB.Na,FC.Na,ClD.Mg,O解析:答案:B6.五种短周期元素的原子半径,最高正化合价及最低负化合价见下表:A.L、M的单质与稀盐酸反应速率L<MB.Q、T两元素间可形成两性化合物C.R、T两元素的氢化物稳定性H2R>H2TD.L、R两元素的简单离子的核外电子数可能相等解析:先由表中提供的数据推出M是铍元素、L是镁元素、Q 是铝元素、R是硫元素、T是氧元素。
课时跟踪检测(二)能量最低原理电子云与原子轨道1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也增多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解析:选D A项,电子云只是一种对核外电子运动的“形象”描述;B项,核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一定的轨道;C项,p能级在任何能层均只有3个轨道。
2.当碳原子的核外电子排布由转变为时,下列说法正确的是()①碳原子由基态变为激发态②碳原子由激发态变为基态③碳原子要从外界环境中吸收能量④碳原子要向外界环境中释放能量A.①②B.②③C.①③D.②④解析:选C核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3,碳原子体系能量升高,由基态变为激发态,要从外界环境中吸收能量。
3.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解析:选D由电子云图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近出现的概率最大,离核越远,出现的概率越小。
图中的小黑点不表示电子,而表示电子曾经出现过的位置。
4.基态硅原子的最外能层的各能级中,电子排布的方式正确的是()解析:选C基态硅原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则,只有C选项正确。
5.对于Fe的下列电子排布,正确的是()解析:选A Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,据洪特规则可知A正确。
6.某原子核外电子排布为n s2n p7,它违背了()A.泡利原理B.能量最低原理C.洪特规则D.洪特规则特例解析:选A p能级有三个轨道,根据泡利原理,每个轨道最多排2个电子,故p能级最多排6个电子,不可能排7个,故违背泡利原理。
7.下列原子中未成对电子数最多的是()A.CB.OC.ND.Cl解析:选C本题综合考查能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
各原子的轨道表示式为碳原子有2个未成对电子,氧原子有2个未成对电子,氮原子有3个未成对电子,氯原子有1个未成对电子。
8.下列3d能级的电子排布图正确的是()解析:选B A、D中同一个原子轨道内电子的自旋状态相同,违反了泡利原理;C违反了洪特规则——当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且电子的自旋状态相同。
9.K层有________个能级,用符号分别表示为__________;L层有______个能级,用符号分别表示为______;M层有________个能级,用符号分别表示为__________。
由此可推知n 能层最多可能有________个能级,能量最低的两个能级其符号分别表示为__________,它们的原子轨道电子云形状分别为__________、__________。
解析:此题对能层和能级的关系作了总结,有助于理解和掌握以下几个基本内容:①第n个能层有n个能级;②核外电子的能量取决于该电子所处的能层和能级;③s能级和p能级电子云的形状。
答案:11s22s、2p33s、3p、3d n n s、n p球形哑铃形10.下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列),根据要求回答下列各小题:K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge(1)在以上元素的基态原子的电子排布中,4s轨道只有1个电子的元素有________(填元素名称)。
(2)写出Cr3+的电子排布式____________________________________________。
(3)Fe3+的化学性质比Fe2+稳定,其原因是______________________________________________________________________________________________________。
(4)前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
解析:(1)由核外电子排布轨道能量顺序可知,4s轨道只有1个电子,则3d轨道可能为0(全空)、5(半充满)、10(全充满),则有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为钾、铬、铜。
(2)Cr原子失去3个电子生成Cr3+,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(3)Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6,Fe3+的3d5半充满结构更稳定。
(4)分周期一一讨论,第一周期中基态原子中未成对电子数为1个的是氢原子,第二周期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p2或1s22s22p4,是碳原子或氧原子,第三周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3,是磷原子,第四周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素,符合条件的只有铁原子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,因此共有5种元素符合题意。
答案:(1)钾、铬、铜(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)(3)Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态(4)51.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()A.HeB.C.1s2D.解析:选D A、B、C三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子,但是不能说明这两个电子的运动状态,而D项说明两个电子均在1s能级,且自旋状态相反。
2.下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是()A.钠原子:1s22s22p7B.铜原子:1s22s22p63s23p63d94s2C.铁原子:1s22s22p63s23p63d8D.氪原子:1s22s22p63s23p63d104s24p6解析:选D A项违背了泡利原理;B项违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态;C项违背了能量最低原理。
3.人们把电子云轮廓图称为原子轨道,下列有关说法错误的是()A.s电子的原子轨道都是球形的,2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散B.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,能量相同C.p电子能量一定高于s电子能量D.处于同一原子轨道电子,自旋状态有两种解析:选C同一电子层上p电子能量高于s电子能量,不同电子层上p电子能量不一定高于s电子能量,如3s>2p。
4.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()解析:选D A项中2s上应有两个自旋状态相反的电子;B项中2p上两个电子自旋状态应相同;C项违背洪特规则,电子应尽可能占据不同轨道。
5.在d轨道中电子排布成,而不排布成,其最直接的根据是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子轨道构造原理D.洪特规则解析:选D洪特规则表明,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
6.下列电子排布式或电子排布图正确的是()A.O原子的电子排布图:B.Ca原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d2C.N原子的电子排布图:D.Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6解析:选D A项,O原子的电子排布图违背洪特规则;B项,Ca原子的电子排布式违背能量最低原理;C项,N原子的电子排布图违背泡利原理。
7.下列关于能层、能级和轨道之间的关系不正确的是()A.每个能层上所有的能级数与能层的序数相等B.每个能层(K、L、M…)上所有的轨道数对应为1、3、5…C.每个能级(s、p、d…)上所有的轨道数分别为1、3、5…D.每个能层(n)上所有的轨道总数为n2解析:选B每个能层所包含的轨道数等于该层各能级的轨道数之和,即是能层序数的平方(n2),B错误,D正确。
8.下列说法正确的是()A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似B.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5C.基态铜原子外围电子排布图为D.基态碳原子最外层的电子排布图为解析:选B核外电子排布式为1s2的原子是He,核外电子排布式为1s22s2的原子为铍(Be),He是稀有气体元素,Be是金属元素,化学性质不相似,A错误;Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去电子时先失最外层,再失次外层,失去3个电子变成Fe3+时,最外层电子排布式为3s23p63d5,B正确;基态铜原子外围电子排布图为,3d全充满,即符合洪特规则,C错误;基态碳原子的2s比2p轨道能量低,先填满2s再填2p,即。
9.A、B、C、D、E代表5种元素。
请填空:(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________。
(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________,C的元素符号为________。
(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满,D的元素符号为__________,其基态原子的电子排布式为________________。
(4)E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,E的元素符号为______,其基态原子的电子排布式为______________________________。
解析:解答此题的关键是要熟练掌握原子的核外电子排布式,并特别注意原子的几种稳定态的核外电子排布:能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)、全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
答案:(1)N(2)Cl K(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s110.按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A原子中只有一个能层且只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E 原子的最外层电子排布式为3s 23p 6。
(1)写出由A 、B 、C 、D 中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5种):________________________________________________________________________。