第1章 第1节 第2课时
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第一章 第一节 第2课时
A组·基础达标
1．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．电子式为∶He B．原子结构示意图为
C．电子排布式为1s2 D．轨道表示式为
【答案】D
【解析】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，但不能说明这两个电子的自旋状态，而D项可以说明两个电子均在1s能级的原子轨道中，且自旋相反。
2．在1s、2px、2py、2pz原子轨道中，具有球对称性的原子轨道是( )
A．1s B．2px
C．2py D．2pz
【答案】A
【解析】1s原子轨道和2p原子轨道的图像分别为：
由图像可看出，呈球对称性的为1s原子轨道。
3．下列元素中，未成对电子最多的是( )
A．Ne B．P
C．Fe D．Cr
【答案】D
【解析】首先分别写出四种元素原子核外电子排布的轨道表示式，然后进行判断。Ne没有未成对电子，P有3个未成对电子，Fe有4个未成对电子，而Cr的未成对电子最多，有6个。
4．将nd能级中的电子排布成，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．构造原理 D．洪特规则
【答案】D 【解析】洪特规则表明，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
5．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状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多
D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大
【答案】D
【解析】A项中，应为“原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾”，而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围；B项中，处在s原子轨道上的电子，出现在球形内空间的概率为90%；C项中，无论是2p、3p、4p、5p，能级中原子轨道数目不变，只是能量增加。
6．下面是第二周期部分元素基态原子的轨道表示式，据此判断下列说法错误的是( )
A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子
B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道
C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)
D．若一个能级中有2个电子，则其自旋状态一定相反
【答案】D
【解析】由题给四种元素原子的轨道表示式可知，在一个原子轨道里，最多只能容纳自旋相反的2个电子，即符合泡利原理，A正确；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平行，即符合洪特规则，B正确；任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，C正确；若在同一个原子轨道里有2个电子，则它们的自旋状态相反，若在同一能级的不同轨道里有2个电子，则自旋平行，D错误。
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( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D 【解析】Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，其中3d能级上排布了5个电子，为半充满状态，各电子分占不同的轨道，且自旋平行。
8．下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正价，回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 Sc Ti V Cr Mn
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正价 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
(1)写出下列元素基态原子的电子排布式：
Sc：__________。
Ti：__________。
V：__________。
(2)已知基态铬原子的核外电子排布式是1s22s22p6
3s23p63d54s1，其并未严格按照基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序进行排布，为什么核外电子这样排布呢？____________________________________________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正价，你发现的规律是______________________________________________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)
(2)能量相近的原子轨道中，当电子处于半充满状态时比较稳定
(3)五种元素的最高正价数等于各元素基态原子最外层s能级中的电子和次外层d能级中的电子数目之和
B组·能力提升
9．具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C．最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D．原子核外M能层上的s能级和p能级都填满了电子，而d能级尚未排有电子的两种原子
【答案】B
【解析】两原子的核外全部都是s电子，则原子具有1s能级或具有1s、2s能级，如果是氢原子与锂原子，二者并不处于同一周期，A错误；3p能级上只有一个空轨道的原子，其价层电子排布式为3s23p2；3p能级上只有一个未成对电子的原子，其价层电子排布式为3s23p1或3s23p5，三者都处于第三周期，B正确；最外层电子排布式为2s22p6的原子为氖原子，最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是阴离子也可能是阳离子，如O2－、Na＋等，不一定处于同一周期，C错误；原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级中没有电子，符合条件的原子有氩原子、钾原子、钙原子，故不一定处于同一周期，D错误。
10．下列关于多电子原子中电子运动规律的叙述正确的是( )
A．所有的电子在同一区域里运动
B．在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较低
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多，各能级能量大小相等
【答案】C
【解析】在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，A错误；在多电子的原子中，电子的能量是不相同的，在离原子核较近的区域内运动的电子能量较低，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较高，B错误；处于最低能量的原子叫基态原子，当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，C正确；同一原子中，4s、4p、4d、4f能级所能容纳的电子数越来越多，但第四能层中，这四种能级的能量大小不同，其能量大小顺序为E(4s)
11．下列关于价层电子排布式为3s23p4的粒子的描述正确的是( )
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．可以与H2化合生成常温下呈液态的化合物
D．其轨道表示式为
【答案】B
【解析】价层电子排布式为3s23p4的原子是S，O原子的价层电子排布式为2s22p4，A错误；S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，B正确；硫和氢气化合生成的硫化氢在常温下是气体而不是液体，C错误；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，且自旋平行，所以D项中的轨道表示式违反洪特规则，D错误。
12．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．电子排布式为1s2的X原子与电子排布式为1s22s2的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．2p能级中有一个空轨道的X原子与3p能级中有一个空轨道的Y原子
D．最外层都只有1个电子的X、Y原子
【答案】C
【解析】电子排布式为1s2的原子为He，电子排布式为1s22s2的原子为Be，两者化学性质不相似，A错误；原子核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子有多种，如第四周期中Ca、Fe、Zn等，化学性质不一定相似，B错误；2p能级中有一个空轨道的X原子为C,3p能级中有一个空轨道的Y原子为Si，均为ⅣA族元素，同主族的C和Si化学性质相似，C正确；原子最外层只有1个电子的元素有第ⅠA族元素及部分过渡元素(如Cr、Cu)，其化学性质不一定相似，D错误。
13．已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数：X
元素 结构或性质信息
X 原子的L层上s电子数等于p电子数
Y 元素原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1
Z 单质在常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子
W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同
Q 元素的核电荷数为Y和Z之和
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满
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
请根据表中信息回答有关问题：
(1)元素X的原子核外共有______种不同运动状态的电子，有______种不同能级的电子。
(2)Q的基态原子电子排布式为________________________________，R的元素符号为________，E元素基态原子的价层电子排布式为__________。
(3)含有元素W的盐的焰色反应为______色，许多金属元素形成的盐都可以发生焰色反应，其原因是__________。
【答案】(1)6 3
(2)1s22s22p63s23p63d54s1 Fe 3d104s1
(3)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量，发出不同颜色的光
【解析】(1)X元素原子的L层上s电子数等于p电子数，即其电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。(2)Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质在常温、常压下是气体的是Cl2，故Z为Cl元素；Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即R为26号元素Fe；根据题给信息，E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu，其原子的价层电子排布式为3d104s1。
14．有四种短周期元素，与其相关的结构、性质等信息如下表所述：
