化学选修三第一章原子结构与性质知识点及全套练习题含答案解析
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第一章 原子结构与性质 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 （1）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。） （2）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。 （3）泡利（不相容）原理：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
↑ ↑↓ ↑↑ ↑ 。，的轨道式为p3而不是 旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，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 二、原子结构与元素周期表 1、原子的电子构型与周期的关系 （1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。He核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 （2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2、元素周期表的分区 （10根据核外电子排布 ①分区 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 ③若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。 如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第Ⅷ族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。 三、元素周期律
1、电离能、电负性 （1）电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去1个电子。在同一周期的元素中，碱金属(或第ⅠA族)第一电离能最小，稀有气体(或0族)第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的第二电离能比第一电离能要大 （2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性在1.8左右。它们既有金属性，又有非金属性。 （3）电负性的应用 ①判断元素的金属性和非金属性及其强弱 ②金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 ③金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 ④同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。 2、原子结构与元素性质的递变规律 3、对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 考查点一 能层、能级、构造原理 1．下列说法中正确的是 ( )。 A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．各能层含有的能级数为n(n为能层序数) 解析 同一原子中能层序数越大，能量越高，离核越远，A、C项均错误； 在同一能级中，其轨道数是一定的，不论其在哪一能层中，B项错误；D项 正确。 答案 D 2．下列说法中正确的是 ( )。
211表示的是激发态原子的电子排布 2pA．1s2s2表示3p能级有两个轨道 B．3pC．同一原子中，3d轨道的能量小于4s轨道的能量 D．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐减小 解析 A项中1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子，正确；
2表示3p能级上填充2个电子，错误；C项中由于能级交错，3dB项中3p轨 道的能量大于4s轨道的能量，错误；D项，同一原子中电子层数越大，能量 也就越高，离核越远，故2p、3p、4p电子的能量增大，错误；故选A。 答案 A 3．比较下列多电子原子的能级的能量高低 (1)2s____3s (2)2s____3d (4)4f____6f (3)3p____3s 解析 相同能层上不同能级的能量高低：ns的能级的能量高低：1s<2s<3s<4s…… 答案 (1)< (2)< (3)> (4)< 考查点二 核外电子排布规律 4．主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ( )。
4262222226－＋ ：2s1s B A．Ca 1s： 2s．2pO3s3p2p6222662622－
3p：1s2p2s3p 3s．DC．Cl：
1s2sAr2p3s解析 本题主要考查根据构造原理来书写电子排布式，已知氧原子的电子排
2242226，B错，A、C2s2p、布式为1sD2s均正2p，故O 的电子排布式应为1s－确。 答案 B 5．铁是常见金属，它在元素周期表中位于第四周期Ⅷ族，原子序数为26，则
2＋
的结构示意图为 Fe ( )。
B. A. D. C. 解析 根据轨道能量顺序图，电子首先进入能量低的原子轨道，铁原子中的 电子在填满K层和L层及3s、3p原子轨道后，接着在4s原子轨道上填2个 电子，然后在3d原子轨道上填6个电子，则铁元素的基态原子的核外电子排
2622266，即铁原子的结构示意图是1s布式为2s2p3s3p3d4s 。从 2，Fe原子首先失去的是最外层4sFe原子轨道上的电子，而不是失去 Fe―→＋22262662Fe的电子排布式为1s3p2s，2p3d3d原子轨道上的电子。所以，Fe3s＋ ＋
的结构示意图为。“最外层不超过8个电子，次外层不超过18个 电子，倒数第三层不超过32个电子”是针对原子而言的，不适用于离子。故 选C。 答案 C 6．写出具有下列电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及在元素周期表中的位置。
22624；(1)1s3s2s 2p3p2262610262；4p3d(2)1s 2s2p4s3s5s3p22626102610261 3s4d3p5p3d5s4s(3)1s6s2s4p2p解析 此题的突破口是各原子的电子排布式，根据
电子层数和最外层电子数 确定原子在元素周期表中的位置。 答案 (1)核电荷数16 硫 S 第三周期ⅥA族 (2)核电荷数38 锶 Sr 第五周期ⅡA族 (3)核电荷数55 铯 Cs 第六周期ⅠA族 考查点三 原子光谱、电子云与原子轨道 7．以下电子排布式是基态原子的电子排布的是 ( )。 261211122 ①1s2s1s ②2p2s2p1s ③3s2s16222 3s1s2s3p2p④ D ．③④ C B A ．①② ．①③ ．②③ 解析 根据构造原理，核外电子的排布总是首先占据能量较低的轨道，当能 量较低轨道填满后再进入能量较高的轨道，此时整个原子能量最低，处于基 态。①中1s轨道未填满就进入2s轨道属于激发态，②中2s轨道未填满就进
入2p轨道也属于激发态。只有③④属于基态原子的电子排布。 答案 D 8．下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是 ( )。 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能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多 D．p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大 解析 电子云表示电子在核外某一区域出现的概率，故A项错误；原子轨道 是电子出现概率为90%的电子云空间，只是表明电子在这一空间区域内出现 的机会大，在此空间区域外出现的机会少，故B项错误；无论能层序数n如 何变化，每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直，故C项错误；电子的能 量越高，电子在离核更远的区域出现的机会越大，电子云将向更大的空间扩 展，原子轨道半径会逐渐增大。 答案 D
nn1＋
，试回答下列问题：s元素原子的最外层电子排布式为n np9．X(1)电子排布
式中的n＝________；原子中能量最高的是________电子，其电\ 子云在空间有________方向，呈现________形。 (2)X元素的名称是________；它的氢化物的电子式是________。 解析 (1)根据构造原理，先填满ns能级，而s能级只有1个原子轨道，故最 多只能容纳2个电子，即n＝2，所以X元素原子的最外层电子排布式为
23，由此可知X2p是氮元素；根据电子排布的能量最低原理，可知氮原子2s 的核外电子中的2p能级能量最高，p电子云呈现哑铃形，在空间伸展为三种]
互相垂直的方向。 ，所以其电子式是 是氮元素，则其氢化物的分子式为(2)XNH3
