人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第三课时课堂检测

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 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.N B.Fe

C.Cr D.Cu

3.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

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1s22s22,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:3s23p63d5

D.电子层数为n的能层具有的原子轨道数为n2

6.(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　　　　　　　　　　　　。 

关键能力提升练

以下选择题中有1~2个选项符合题意。

8.(2021·山东德州高二检测)下列说法中不正确的是(　　)

A.电子在3px与3pz轨道上的运动状态不相同

B.1s22s12违背了洪特规则,是激发态原子的电子排布式

C.原子结构示意图为的原子,核外电子云有两种不同形状

D.基态Ni原子的价电子排布图为

9.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化合生成常温下呈气态的化合物

D.其轨道表示式为

10.(2022·山东滨州高二期末)下列表述正确的是(　　)

A.基态Cl-的电子排布式:1s22s22p63s23p6

B.H2S的电子式:H+]2-H+

C.s能级上电子的能量小于p能级上电子的能量

D.轨道表示式违背了洪特规则

11.(2021·江西九江高二检测)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能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能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

12.(2021·山西晋中高二检测)根据相关物质结构理论,回答下列问题:

(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布图及Sc的电子排布式。试判断,违反了泡利原理的是　　　,违反了洪特规则的是　　　　　　,违反了能量最低原理的是　　　　　　　。 

⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3

(2)某种原子的结构示意图为 。则该原子的核电荷数x取值范围为　　　　　　　　。 

学科素养拔高练

13.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中,原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E,其结构或性质信息如下表。

请根据信息回答有关问题:

(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。元素Y的原子核外未成对电子数为　　　;元素Z的价层电子排布式为　　　　　　　。 

(2)元素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的盐的焰色试验为　　　色,许多金属元素形成的盐都可以发生焰色试验,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

参考答案

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

1.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.C　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。N有3个未成对电子,Fe有4个未成对电子,Cu有1个未成对电子,而Cr的未成对电子最多,有6个。

3.D　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。

4.D　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,则它们的自旋相反,若在同一能级的不同轨道里有2个电子,则自旋平行,故D错误。

5.B　基态碳原子2p能级上两个电子排布在两个不同的p轨道上,同时排布在px轨道上违背了洪特规则,A正确;电子云图中小黑点的疏密代表电子在相关区域出现的概率,不代表具体电子的多少,B错误;Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe3+电子排布式为

1s22s22p63s23p63d5,其最外层排布式为3s23p63d5,C正确;电子层数为n的能层具有的原子轨道数=n2,D正确。

6.答案 (1)2　Si(或S)　6

(2)C:2s22p2,Si:3s23p2,Ge:4s24p2,O:2s22p4,

S:3s23p4,Se:4s24p4,Ti:3d24s2,Ni:3d84s2

(3)4s24p3　4　8　18　3

解析 (1)O原子核外有8个电子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,故未成对电子数是2。第三周期中有两个未成对电子(单电子)的元素的价电子排布式为3s23p2或3s23p4,核外电子数为14或16,元素符号为Si或S。M能层上有2对成对电子的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,最外层有6个电子,每个电子的运动状态不相同,所以共有6种不同运动状态的电子。

(2)1~36号元素中具有最外层为p2、p4、3d2、3d8结构的原子有2个未成对电子。符合条件的元素价层电子排布式为2s22p2、3s23p2、4s24p2、2s22p4、3s23p4、4s24p4、3d24s2、3d84s2,分别为C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni元素。

(3)先利用能级顺序和排布规律排出其电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3,价层电子排布式为4s24p3,得出该元素原子核外有8个能级,共1+1+3+1+3+5+1+3=18个原子轨道(s:1个轨道;p:3个轨道;d:5个轨道),3个单电子。

7.答案 (1)Cl　

(2)Cu　

解析 (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,即都有18个电子,则B元素为Cl,C元素为K,K+的结构示意图为。

(2)由E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有1个未成对电子,可知其价层电子排布式为3d104s1,所以E为Cu元素,其价层电子轨道表示式为。

8.B　3px与3pz轨道上的电子运动状态不相同,A正确;1s22s12违背了能量最低原理,B错误;原子结构示意图为的原子的核外电子排布式为1s22s22p4,只有s、p两种能级,故只有两种不同形状的电子云,C正确;符合基态Ni原子的价电子排布,D正确。

9.BC　价层电子排布式为3s23p4的原子是S,O原子的价电子排布式为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,C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,所以D项中的轨道表示式违反洪特规则,D错误。

10.A　H2S为共价化合物,电子式为H,B错误;能级的能量高低首先要看能层高低,同能层电子s能级能量小于p能级能量,C错误;该轨道表示式违背了泡利不相容原理,D错误。

11.C　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能层上仅有两个电子的X原子为Mg,原子核外N能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,均为第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。

12.答案 (1)②　③　⑤　(2)20≤x≤30

解析 (1)①,电子排布正确;②,违反了两电子在一个轨道内自旋状态相反的原理,即泡利原理;③,违反了电子要优先单独占据一个轨道的原理,即洪特规则;④,书写正确;⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3,电子排布应3p排布完后先排4s能级,未遵循能量最低原理。

(2)某种原子的结构示意图为。若该原子的第三层为8个电子,则x=20,若第三层排满18个电子,则x=30。

13.答案 (1)6　3　3　3s23p5

(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 X元素原子的L能层上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。元素Y的原子的最外层电子排布式为2s22p3,则Y为氮元素。Z元素原子的M能层上有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;W元素正一价离子与氩原子核外电子层结构相同,则W为钾元素;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。