2019版高考化学总复习 选考部分 物质结构与性质 第1节 原子结构与性质 高考真题实践 新人教版

第三课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理必备知识基础练1.(2021·湖北八校高二检测)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.H e· B. C.1s2 D.·2.(2022·吉林高二期末)下列基态原子的电子排布式中,其未成对电子数最多的是()A.NB.FeC.CrD.Cu3.将n d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4.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,则其自旋一定相反5.(2022·山东济宁高二期末)下列关于核外电子排布及运动状态说法错误的是()A.基态6C的电子排布式1s22s22p x2,违反了洪特规则B.电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多C.基态Fe3+的最外层电子排布式:3s23p63d5D.电子层数为n的能层具有的原子轨道数为n26.(1)氧元素基态原子核外未成对电子为个,第三周期中有两个成单电子的元素符号为(填一种即可),M能层上有2对成对电子的原子最外层共有种不同运动状态的电子。

(2)写出1~36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价层电子排布式:。

(3)某元素的原子序数为33,该元素原子的价层电子排布式为,该元素原子核外有个能层,个能级,个原子轨道,有个单电子。

7.B 、C 、E 代表3种元素。

请填空:(1)B 元素的负一价离子与C 元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同,B 元素的符号为 ,C 的离子结构示意图为 。

(2)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 ,其价电子轨道表示式为 。

2.(全国卷Ⅱ，37)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载， 云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰 品。回答下列问题： (1)镍元素基态原子的电子排布式为_1_s_22_s_2_2_p_63_s_2_3_p_6_3_d_84_s_2_(_________或___， 3d能级上的未成对电子数为_2__。 [Ar]3d84s2) 解析 镍是28号元素，位于第四周期第Ⅷ族，根据核外电子排布规则， 其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2；3d能级有5个轨道，根 据洪特规则，先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电 子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_G_e_C_l_4_、__G_e_B_r4、 G__e_I4_的__熔__、__沸__点__依__次__增__高__。__原__因___是__分__子__结__构__相__似__，__相__对__分__子__质__量__依__次__增__大_ ， 分__子__间__相__互__作__用__力__逐__渐__增__强__。
子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同
(2)几种表示方法 表示方法
电子排布式 简化表示式 价电子排布式 外围电子排布式（图）
电子排布图(或轨道表示式)
举例 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
Cu：[Ar]3d104s1 Fe：3d64s2
(3)常见错误防范
①电子排布式
a.3d、4s书写顺序混乱
解析 Zn、Ge、O三种元素中，Zn和Ge是金属元素，O是非金属元素。O 的电负性比Zn和Ge的大，又根据同周期元素的电负性从左到右逐渐增大 的规律，可知电负性：O＞Ge＞Zn。 (5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_s_p_3_，微粒之间 存在的作用力是_共__价__键___。 解析 由于锗单晶具有金刚石型的结构，故每个锗原子与相邻的四个锗 原子形成四个共价键，其原子轨道杂化类型为sp3杂化。

3.第 2 周期未成对电子数最多的元素是________，轨道表示式 为______________________； 第 4 周期未成对电子数最多的元 素是________，电子排布式为___________________。
答案：N Cr 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
题组 原子结构及其应用 1．(1)[2017· 高考全国卷Ⅰ，35(2)]基态 K 原子中，核外电子占 据最高能层的符号是____________， 占据该能层电子的电子云 轮廓图形状为________。K 和 Cr 属于同一周期，且核外最外 层电子构型相同，但金属 K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低， 原因是 ____________________________________________。
答案： 原子 N Cl Ca Fe Cu 电子排布式 1s22s22p3 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 简化电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s23p5 [Ar]4s2 [Ar]3d64s2 [Ar]3d104s1
不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱 的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图
[自我检测] 1．[2017· 高考全国卷Ⅰ，35(1)]元素 K 的焰色反应呈紫红色， 其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。 A．404.4 B．553.5
答案：A
C．589.2 D．670.8 E．766.5
2．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式。 原子 N Cl Ca Fe Cu 电子排布式 ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ 简化电子排布式 ________________ ________________ ________________ ________________ ________________

选修三物质结构与性质第1节原子结构与性质考纲点击1．了解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。

了解原子核外电子的运动状态。

2．了解元素电离能、电负性的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

一、能层与能级1．能层、能级、原子轨道(1)能层多电子原子的核外电子的________是不同的。

按电子的______差异，可将核外电子分成不同的能层。

原子核外电子的每一能层(序号为n)最多可容纳的电子数为________。

(2)能级多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成________；同一能层里，能级的能量按__________的顺序升高。

(3)原子轨道电子云轮廓图称为原子轨道。

s电子的原子轨道都是______形的，ns能级上各有____个原子轨道；p电子的原子轨道都是________形的，np能级上各有____个原子轨道；nd能级上各有____个原子轨道。

2．能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数之间的关系4f随着____________的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p，______，____，____，____，____，____，4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。

即时训练1 下列说法中错误的是____________。

①在n＝3的电子层中，可能有的最多轨道数是8②电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少③3s的能量小于2p的能量④3p的能量小于4p的能量⑤3d的能量小于4s的能量⑥Fe原子中有3f轨道⑦3d轨道最多容纳的电子数小于4d轨道最多容纳的电子数⑧L电子层只有两个能级特别提示：(1)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；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。

四、思维建模
编后语
做笔记不是要将所有东西都写下，我们需要的只是“详略得当“的笔记。做笔记究竟应该完整到什么程度，才能算详略得当呢？对此很难作出简单回答。 课堂笔记，最祥可逐字逐句，有言必录；最略则廖廖数笔，提纲挈领。做笔记的详略要依下面这些条件而定。
讲课内容——对实际材料的讲解课可能需要做大量的笔记。 最讲授的主题是否熟悉——越不熟悉的学科，笔记就越需要完整。 所讲授的知识材料在教科书或别的书刊上是否能够很容易看到——如果很难从别的来源得到这些知识，那么就必须做完整的笔记。 有的同学一味追求课堂笔记做得“漂亮”，把主要精力放在做笔记上，常常为看不清黑板上一个字或一句话，不断向四周同学询问。特意把笔记做得很
原子结构与元素性质
01 教材 高考 02 典例剖析 03 反思归纳 04 思维建模
一、教材 高考
3．(溯源题)(1)[2017·课标全国Ⅱ，35(1)(2)]我国科学家最近成功合成了世界 上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题： ①氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_____________ ②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称 作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示，其中 除 氮 元 素 外 ， 其 他 元 素 的 E1 自 左 而 右 依 次 增 大 的 原 因 是 _同__周__期__元__素__随_核__电__荷__数__依_次__增__大__，__原__子_半__径__逐__渐__变_小__，__故___ _结__合__一__个__电__子_释__放__出__的__能_量__依__次__增__大___________________ 氮元素的E1呈现异常的原因是__N_的__p_能__级_处__于__半__充__满__状_态__，___ _具__有_稳__定__性__，__故_不__易__结__合__一__个_电__子__ 特别注意有半满、全满轨道的元素

第一节 原子结构与性质[高考备考指南]原子核外电子排布(对应复习讲义第158页)1．能层、能级和原子轨道2.原子轨道的形状、数目及能量关系(1)轨道形状⎩⎪⎨⎪⎧s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形(2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。

(3)能量关系⎩⎪⎨⎪⎧①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2p x、2p y、2p z轨道的能量相同3．原子核外电子排布规律(1)能量最低原理：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：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。

构造原理示意图：(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。

(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。

[注] 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p 6、d 10、f 14)、半充满(p 3、d 5、f 7)和全空(p 0、d 0、f 0)状态时，体系的能量最低。

如24Cr 的基态原子电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1，而不是1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2。

4．电子的跃迁与原子光谱 (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，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。

答卷时应注意事项１、拿到试卷，要认真仔细的先填好自己的考生信息。

２、拿到试卷不要提笔就写，先大致的浏览一遍，有多少大题，每个大题里有几个小题，有什么题型，哪些容易，哪些难，做到心里有底；３、审题，每个题目都要多读几遍，不仅要读大题，还要读小题，不放过每一个字，遇到暂时弄不懂题意的题目，手指点读，多读几遍题目，就能理解题意了；容易混乱的地方也应该多读几遍，比如从小到大，从左到右这样的题；４、每个题目做完了以后，把自己的手从试卷上完全移开，好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题；试卷第１页和第２页上下衔接的地方一定要注意，仔细看看有没有遗漏的小题；５、中途遇到真的解决不了的难题，注意安排好时间，先把后面会做的做完，再来重新读题，结合平时课堂上所学的知识，解答难题；一定要镇定，不能因此慌了手脚，影响下面的答题；６、卷面要清洁，字迹要清工整，非常重要；７、做完的试卷要检查，这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题，检查的时候，用手指点读题目，不要管自己的答案，重新分析题意，所有计算题重新计算，判断题重新判断，填空题重新填空，之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。

亲爱的小朋友，你们好!经过两个月的学习，你们一定有不小的收获吧，用你的自信和智慧，认真答题，相信你一定会闯关成功。

相信你是最棒的！第一章原子结构与性质第一节原子结构一、能层与能级1、能层(1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。

(2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为2n2 个。

(3)能量关系：能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M) ＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。

2、能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。

(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为n s、n p、n d、n f等。

分成能级;同一能层里,能级的能量按s、p、d、f……的顺序升高。
-5考点一
考点二
基础梳理
(3)原子轨道的形状和能量高低。
s 电子的原子轨道呈球形对称
轨道形状 p
电子的原子轨道呈哑铃形
s 能级 1 个
p 能级3个
各能级上的原子轨道数目 d 能级 5 个
f 能级 7 个
……
相同能层上原子轨道能量的高低s <
54
4s24p65s1
d105s25p6
1s22s22p63s23p63d10
1s22s22p63s23p63d104s24p64
55
86
4s24p64d105s25p66s1
d104f145s25p65d106s26p6
-24考点一
考点二
提醒:①能层数=电子层数=周期序数
②价电子数=主族序数
基础梳理
为
。
-17考点一
考点二
基础梳理
考点突破
答案:(1)①第四周期第ⅠB族 1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 ②
B (2)①3 ②3d84s2
解析:(1)①据元素周期表得,铜在周期表中位于第四周期第ⅠB族;
铜是29号元素,故Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或
2p 能级上只能是 5 个电
1s22s22p63s23p2的原子
子,所以两原子是同种元素的原子;C 项,M 层全充满而 N 层为 4s2 的
B.2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子和最外层电
原子,其 M 层应为
18 个电子,而后者的 M 层上只有 8 个电子,所以两
2
5

《原子结构与性质》测试题一、单选题1．3717Cl与3919K具有相同的A．中子数B．质子数C．核外电子数D．质量数2．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，元素大厦尚未客满。

请你在元素大厦中为119号元素安排好它的房间()A．第七周期第0族B．第六周期第ⅡA族C．第八周期第ⅠA族D．第六周期第ⅦA族3．某元素的原子结构示意图为，由此得到的结论不正确．．．的是A．该元素属于金属元素B．该元素最高化合价为+2价C．该原子在化学反应中易得电子D．该元素位于第3周期、第ⅡA族4．据报道，碳纳米管是由碳原子形成的大分子，其导电性是铜的1万倍;N5可用作烈性炸药。

下列说法不正确的是（）A．金刚石与碳纳米管互为同素异形体B．N5与N2互为同素异形体C．互为同素异形体的物质的性质完全相同D．N5与N2之间的转化属于化学变化5．铀(23592U)已经成为新能源的主角。

下列有关（23592U）说法不正确．．．的是()A．原子序数为92 B．中子数为92C．电子数为92 D．质子数为926．推理是学习化学的一种方法，以下推理正确的是（）A．氧气由氧元素组成，所以制取氧气的反应物一定含有氧元素B．质子数决定元素种类，所以质子数相同的粒子一定属于同种元素C．碱溶液的pH＞7，所以pH＞7的溶液一定是碱的溶液D．催化剂在化学反应前后质量不变，因此化学反应前后质量不变的物质一定是催化剂7．以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况，违反洪特规则的是A．①②③B．②④⑥C．④⑤⑥D．③④⑥8．下列有关化学用语表示正确的是C B．硫化氢的电子式：A．中子数为8的氧原子：188C．F-的结构示意图：D．苯分子的球棍模型：9．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。

下列说法错误的是( )A．Q位于第三周期ⅠA族B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱C．简单离子半径：M->Q＋>R2＋D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸10．元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则元素X与元素Y形成的化合物的化学式为（）A．XY B．X2Y C．XY2D．XY311．下列有关化学用语正确的是A．氢氧根离子的电子式：B．NH5的结构与NH4Cl相似，如图所示C．离子结构示意图既可以表示35Cl－，也可以表示37Cl－D．同素异形体O2和O3之间的转化为物理变化12．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。

4．下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的 是( )
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
(3)书写轨道表达式时，空轨道不能省略。如 C 的轨道
表达式为
，而不是
。
(4)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、
d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量较低，如 24Cr 的电 子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu 的电子排布式为[Ar]3d104s1。
(1)当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、(n －1)d、np 的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－ 1)d 放在 ns 前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 正确，
Fe：1s22s22p63s23p64s23d6 错误。 (2)由于能级交错，3d 轨道的能量比 4s 轨道的能量高， 排电子时先排 4s 轨道再排 3d 轨道，而失电子时，却先失 4s 轨道上的电子。
题组二 核外电子的排布规律及应用 3．下列说法错误的是( ) A．ns 电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量 B．6C 的电子排布式 1s22s22p2x违反了洪特规则 C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3 违反了构造原理 D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10 违反了泡利原理
【基础辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)p 能级能量一定比 s 能级的能量高。( × ) (2) 磷 元 素 基 态 原 子 的 电 子 排 布 图 为

数
每周期第一个元素
原子 序数
基态原子的 简化电子排
布式
四 4 19
_[A__r_]_4_s1
五 5 37
[Kr]5s1
六 6 55
12/13/2021
[Xe]6s1
每周期最后一个元素
原子 序数
基态原子的 电子排布式
_3_6___ 54 86
_1_s2_2_s_2_2_p_63__s2_3_p_6_3_d_1_0 _ ____4_s_24_p_6_____
12/13/2021
第六页，共四十九页。
3．基态原子核外电子排布的三个原理 (1)能量最低原理：电子优先占有能量低的轨道，然后依次进 入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。即原 子的核外电子排布遵构循造_(_gò_u_zà_o)_原_理____能使整个原子的能量处 于最低状态。
12/13/2021
12/13/2021
第十二页，共四十九页。
1．p 能级能量一定比 s 能级的能量高( × ) 2．同一原子中，2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多( × ) 3．2p 和 3p 轨道形状均为哑铃形，能量也相等( × ) 4．2px、2py、2pz 的能量相等( √ ) 5．铁元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( × )
1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s2 4p64d104f145s25p65d10
6s26p6
第二十八页，共四十九页。
2.每族元素的价电子排布特点
(1)主族
主族 ⅠA
ⅡA
排布
ns1
___n_s_2____