化学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 C.14 20Z:1s22s22p3s23p D.与能层序数有关，无法确定 若将上述三种粒子归为同一类，下列基态粒子中也可归为 答案B 此类的是( 解析以s、P、d,…排序的各能级可容纳的最多电子数 A@》 E沙 B. 依次为1、3、5、7…的2倍，故B项正确。 3.下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )。 A.焰色试验 B.石墨导电 c.)) n⊙) C.激光 D.原子光谱 答案C 答案B 解析分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系 解析电子跃迁本质上是组成物质的粒子（原子、离子或 可知，题述三种粒子都是金属阳离子。分析四个选项中粒 分子)中电子的一种能量变化。如激光、焰色试验、原子光 子结构示意图中核电荷数和核外电子排布的关系可知，A 语都与电子跃迁有关。石墨是层状结构，层间有自由移动 项和D项是原子，B项是阴离子，C项是金属阳离子。 的电子，石墨导电与电子跃迁无关。 8.下列各组基态原子的电子排布式对应的元素，不能形成 4.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取 AB2型化合物的是()。 ( )。 A.1s22s22p2和1s22s22p A.电子的运动轨迹图像 B.1s22s22p'3s 1s22s22p3s23p B.原子的吸收光谱 C.1s22s22p3s 1s22s22p3s23p C.电子体积大小的图像 D.1s72s22p3s23p 1s22s72p D.原子的发射光谱 答案B 答案B 解析1s22s22p2和1s22s22p对应的原子分别为C和0， 解析由于E(3d)<E(4p),电子由3d能级跃迁至4p能 可以形成C02:1s22s22p3s和1s22s22p3s23p对应的原 级时，需要吸收能量，故光谱仪摄取的是吸收光谱：由于电 子分别为Na和，可以形成Na2S;1s22s22p3s2和 子在原子核外做无规则运动，不能直接摄取电子的运动轨 1s22s22p3s23p5对应的原子分别为Mg和Cl,可以形成 迹图像：电子太小，不能摄取电子体积大小的图像，故选 MgCl2:1s22s22p3s23p和1s22s22p对应的原子分别为S B项。 和O,可以形成SO2。 5.若某基态原子的价层电子排布式为4d5s2,则下列说法正 9.下列元素原子的最外层电子排布中，对应的元素属于副族 确的是()。 元素的是( A.该元素基态原子共有3个电子 Λ.3s23p3 B.3d4s B.该元素基态原子核外有5个电子层 C.3s23p D.4s24p C.该元素基态原子最外层有3个电子 答案B D.该元素基态原子M能层共有8个电子 解析3s23p3对应的原子为P,P属于主族元素：3d4s 答案B 对应的原子为Cu,Cu属于副族元素：3s23p对应的原子 解析根据原子核外电子排布规则，结合其价层电子排布 为Ar,Ar属于0族元素；4s24p对应的原子为Se,Se属于 式为45s2,可知该元素基态原子的核外电子排布式为 主族元素。 1s22s22p3s23p3d4s24p4d5s2,故该元素基态原子共有 10.根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排 39个电子，5个电子层，其中最外层有2个电子，M能层 布式。 共有18个电子，B项正确。 (1)Li 6.X、Y、Z表示三种元素，其基态原子的最外层电子排布分 (2)2Ti: 别为ns1、3s23p和2s22p,由这三种元素组成的化合物的 (3)F-: 化学式可能是( )。 (4)A13+: A.XYZ B.XYZ 答案(1)1s22s(2)1s22s22p3s23p3d4s2 C.X2Y2Za D.X YZ (3)1s22s22p°(4)1s22s22p 答案C 11.完成下列各题。 解析X元素原子最外层电子排布为ns',处于第IA族， (1)基态Ge原子的简化电子排布式为 X为H或碱金属元素：Y元素原子最外层电子排布为 3s23p',则Y为S元素：Z元素原子最外层电子排布为 (2)钴元素基态原子的电子排布式为 2s22p,则Z为氧元素。 7.已知三种粒子（原子或离子）的电子排布式如下： (3)基态As原子的核外电子排布式为 11X:1s22s22p (4)基态Zn2+的核外电子排布式为 19Y:1s22s22p83s23p
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 C.14 D.与能层序数有关,无法确定 答案 B 解析 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2倍,故B项正确。 3.下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )。 A.焰色试验 B.石墨导电 C.激光 D.原子光谱 答案 B 解析 电子跃迁本质上是组成物质的粒子(原子、离子或 分子)中电子的一种能量变化。如激光、焰色试验、原子光 谱都与电子跃迁有关。石墨是层状结构,层间有自由移动 的电子,石墨导电与电子跃迁无关。 4.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取 ( )。 A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱 C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱 答案 B 解析 由于E(3d)<E(4p),电子由3d能级跃迁至4p能 级时,需要吸收能量,故光谱仪摄取的是吸收光谱;由于电 子在原子核外做无规则运动,不能直接摄取电子的运动轨 迹图像;电子太小,不能摄取电子体积大小的图像,故选 B项 。 5.若某基态原子的价层电子排布式为4d15s2,则下列说法正 确的是( )。 A.该元素基态原子共有3个电子 B.该元素基态原子核外有5个电子层 C.该元素基态原子最外层有3个电子 D.该元素基态原子 M 能层共有8个电子 答案 B 解析 根据原子核外电子排布规则,结合其价层电子排布 式为4d15s2,可知该元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p 63s23p 63d104s24p 64d15s2,故该元素基态原子共有 39个电子,5个电子层,其中最外层有2个电子,M 能层 共有18个电子,B项正确。 6.X、Y、Z表示三种元素,其基态原子的最外层电子排布分 别为ns1、3s23p 4 和2s22p 4,由这三种元素组成的化合物的 化学式可能是( )。 A.XYZ2 B.XYZ3 C.X2Y2Z3 D.X3YZ4 答案 C 解析 X元素原子最外层电子排布为ns1,处于第ⅠA族, X为 H 或碱金属元素;Y 元素原子最外层电子排布为 3s23p 4,则 Y 为 S元素;Z元素原子最外层电子排布为 2s22p 4,则Z为氧元素。 7.已知三种粒子(原子或离子)的电子排布式如下: 11X:1s22s22p 6 19Y:1s22s22p 63s23p 6 20Z:1s22s22p 63s23p 6 若将上述三种粒子归为同一类,下列基态粒子中也可归为 此类的是( )。 A.○+10 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ B.○+16 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ ◝ 8 ◞ C.○+12 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ D.○+9 ◝ 2 ◞ ◝ 7 ◞ 答案 C 解析 分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系 可知,题述三种粒子都是金属阳离子。分析四个选项中粒 子结构示意图中核电荷数和核外电子排布的关系可知,A 项和D项是原子,B项是阴离子,C项是金属阳离子。 8.下列各组基态原子的电子排布式对应的元素,不能形成 AB2 型化合物的是( )。 A.1s22s22p 2和1s22s22p 4 B.1s22s22p 63s1和1s22s22p 63s23p 4 C.1s22s22p 63s2和1s22s22p 63s23p 5 D.1s22s22p 63s23p 4和1s22s22p 4 答案 B 解析 1s22s22p 2和1s22s22p 4 对应的原子分别为C和 O, 可以形成CO2;1s22s22p 63s1 和1s22s22p 63s23p 4 对应的原 子分 别 为 Na 和 S,可 以 形 成 Na2S;1s22s22p 63s2 和 1s22s22p 63s23p 5 对应的原子分别为 Mg和 Cl,可以形成 MgCl2;1s22s22p 63s23p 4 和1s22s22p 4 对应的原子分别为S 和 O,可以形成SO2。 9.下列元素原子的最外层电子排布中,对应的元素属于副族 元素的是( )。 A.3s23p 3 B.3d104s1 C.3s23p 6 D.4s24p 4 答案 B 解析 3s23p 3 对应的原子为 P,P属于主族元素;3d104s1 对应的原子为 Cu,Cu属于副族元素;3s23p 6 对应的原子 为Ar,Ar属于0族元素;4s24p 4 对应的原子为Se,Se属于 主族元素。 10.根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排 布式。 (1)Li: ; (2)22Ti: ; (3)F- : ; (4)Al3+ : 。 答案 (1)1s22s1 (2)1s22s22p 63s23p 63d24s2 (3)1s22s22p 6 (4)1s22s22p 6 11.完成下列各题。 (1)基态Ge原子的简化电子排布式为 。 (2)钴元素基态原子的电子排布式为 。 (3)基态 As原子的核外电子排布式为 。 (4)基态Zn2+ 的核外电子排布式为 。 6
第一章原子结构与性质 答案(1)[Ar]3d4s24p (3)第二周期第IA族 (2)1s22s22p3s23p3d74s2 解析由C元素基态原子的最外层电子数是其电子层数 (3)1s22s22p3s23p83d104s24p3 的3倍，推出C为氧元素：D元素基态原子的M层的p能 (4)1s22s22p3s23p3d0 级中有3个电子，推出D是磷元素：若n=2,则B元素基 拓展：提高 态原子的最外层电子排布式为2s22p,B为碳元素；若A 元素基态原子的最外层电子排布式为2s,A为锂元素，在 L.某元素基态十2价离子的简化电子排布式为[K]4d,该 周期表中的位置是第二周期第IA族。 元素在元素周期表中位于()。 A.第IB族 B.第MB族 挑战·创新 C.第NB族 D.第ⅡA族 下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价， 答案C 请回答下列问题。 解析某元素基态十2价离子的简化电子排布式为 元素名称 钪 钛 钒 铬 锰 [K]4,则该元素基态原子的简化电子排布式为 元素符号 Se Ti Cr Mn [Kr]4dP5s2,该元素的原子序数为40，是第WB族元素。 核电荷数 21 22 23 2.30号元素锌的基态原子的简化电子排布式为( 24 25 )。 A.[Ne]3d14s2 B.[Ar]3d14s24p2 最高正化合价 +3 +4 +5 +6 +7 C.[Ar]3d4s24p2 D.[Ar]3d104s2 (1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式： 答案D Sc 解析根据构造原理可知，锌元素基态原子的核外电子排 Ti 布式为1s22s22p53s23p53d4s2,除3d104s2外，基态锌原子 内层电子的排布与稀有气体元素原子A“的电子排布相 Mn 同，因此锌元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d4s2。 (2)已知基态铬原子的电子排布式是 3.下列有关能层和能级的叙述中正确的是()。 1s22s22p3s23p3d54s2,并不符合构造原理。人们常常 A.M能层共有s、P两个能级，最多能容纳8个电子 会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当你遇到这 B.3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 样的问题时，你的态度是 C.无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2 D.任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 (3)对比上述五种元素基态原子的核外电子排布与元素的 答案C 最高正化合价，你发现的规律是 解析M能层有s、p、d3个能级，最多容纳18个电子，A 项错误。3d能级最多容纳10个电子，不存在3f能级，B 项错误。每个能层都从s能级开始，且s能级最多容纳2 个电子，C项正确。K能层只有s能级，不含有p能级，D 项错误。 出现这一现象的原因是 4.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素基态 原子的最外层电子排布式为ns,B元素基态原子的最外 层电子排布式为nsnp,C元素基态原子的最外层电子数 是其电子层数的3倍，D元素基态原子的M层的p能级 答案(1)1s22s22p3s23p3d4s2 中有3个电子。 (1)C元素基态原子的电子排布式为 ,若A 1s22s22p3s23p3d24s 元素基态原子的最外层电子排布式为1s,则A与C 1s22s22p3s23p3d34s 形成的阴离子的电子式为 1s22s22p3s23p3d4s2 (2)当n=2时，B元素的原子结构示意图为 (2)尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例（答 (3)若A元素基态原子的最外层电子排布式为2s,元素 案合理即可) A在周期表中的位置是 (3)五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态 原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和能 答案(1)1s22s22p[:0:H0 级交错使得d电子也参与了化学反应 2)⊙)
第一章 原子结构与性质 答案 (1)[Ar]3d104s24p 2 (2)1s22s22p 63s23p 63d74s2 (3)1s22s22p 63s23p 63d104s24p 3 (4)1s22s22p 63s23p 63d10 拓展 提高 1.某元素基态+2价离子的简化电子排布式为[Kr]4d2,该 元素在元素周期表中位于( )。 A.第ⅡB族 B.第ⅥB族 C.第ⅣB族 D.第ⅡA族 答案 C 解析 某 元 素 基 态 +2 价 离 子 的 简 化 电 子 排 布 式 为 [Kr]4d2,则 该 元 素 基 态 原 子 的 简 化 电 子 排 布 式 为 [Kr]4d25s2,该元素的原子序数为40,是第ⅣB族元素。 2.30号元素锌的基态原子的简化电子排布式为( )。 A.[Ne]3d104s2 B.[Ar]3d104s24p 2 C.[Ar]3d84s24p 2 D.[Ar]3d104s2 答案 D 解析 根据构造原理可知,锌元素基态原子的核外电子排 布式为1s22s22p 63s23p 63d104s2,除3d104s2 外,基态锌原子 内层电子的排布与稀有气体元素原子 Ar的电子排布相 同,因此锌元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s2。 3.下列有关能层和能级的叙述中正确的是( )。 A.M 能层共有s、p两个能级,最多能容纳8个电子 B.3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多容纳7个电子 C.无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2 D.任一能层都有s、p能级,但不一定有d能级 答案 C 解析 M 能层有s、p、d3个能级,最多容纳18个电子,A 项错误。3d能级最多容纳10个电子,不存在3f能级,B 项错误。每个能层都从s能级开始,且s能级最多容纳2 个电子,C项正确。K能层只有s能级,不含有p能级,D 项错误。 4.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素基态 原子的最外层电子排布式为ns1,B元素基态原子的最外 层电子排布式为ns2np 2,C元素基态原子的最外层电子数 是其电子层数的3倍,D元素基态原子的 M 层的p能级 中有3个电子。 (1)C元素基态原子的电子排布式为 ,若 A 元素基态原子的最外层电子排布式为1s1,则 A 与 C 形成的阴离子的电子式为 。 (2)当n=2时,B元素的原子结构示意图为 。 (3)若 A 元素基态原子的最外层电子排布式为2s1,元素 A在周期表中的位置是 。 答案 (1)1s22s22p 4 [· · O ·· ·· · ·H]- (2)○+6 ◝ 2 ◞ ◝ 4 ◞ (3)第二周期第ⅠA族 解析 由C元素基态原子的最外层电子数是其电子层数 的3倍,推出C为氧元素;D元素基态原子的 M 层的p能 级中有3个电子,推出D是磷元素;若n=2,则B元素基 态原子的最外层电子排布式为2s22p 2,B为碳元素;若 A 元素基态原子的最外层电子排布式为2s1,A为锂元素,在 周期表中的位置是第二周期第ⅠA族。 挑战 创新 下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价, 请回答下列问题。 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 最高正化合价 +3 +4 +5 +6 +7 (1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式: Sc ; Ti ; V ; Mn 。 (2)已知基态铬原子的电子排布式是 1s22s22p 63s23p 63d54s1,并不符合构造原理。人们常常 会碰到客观事实与理论不相吻合的问题,当你遇到这 样的问题时,你的态度是 。 (3)对比上述五种元素基态原子的核外电子排布与元素的 最高正化合价,你发现的规律是 ; 出现这一现象的原因是 。 答案 (1)1s22s22p 63s23p 63d14s2 1s22s22p 63s23p 63d24s2 1s22s22p 63s23p 63d34s2 1s22s22p 63s23p 63d54s2 (2)尊重客观事实,注重理论适用范围,掌握特例(答 案合理即可) (3)五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态 原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和 能 级交错使得d电子也参与了化学反应 7
化学 选择性必修2物质结构与性质 配人教版 第2课时 电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课前·基础认知 自主预习 续表 电子云轮廓 一、电子云与原子轨道 能层 能级原子轨道数 原子轨道名称 图的形状 1.概率密度。 3s 1 3s 球形 量子力学指出，一定空间运动状态的电子可在核外空间 各处出现，但出现的概率不同。用P表示电子在某处出 M 3p 3 3p、3p、3p 哑铃形 现的燕率，V表示该处的水积，则号称为概率密度。 3d 5 … 二、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 用p表示。 1.电子自旋与泡利原理。 2.电子云。 (1)自旋是电子的内在属性，电子自旋在空间有顺时针 用小点来描述的电子在原子核外空间出现的概率密度 和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头（个和 分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。 ￥)表示自旋相反的电子。 3.电子云轮廓图。 (2)泡利原理（泡利不相容原理）：在一个原子轨道里，最 (1)为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间 多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。 运动状态有一个形象化的简便描述，把电子在原子核外空 2.电子排布的轨道表示式。 间出现概率P=90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。 (1)在轨道表示式（又称电子排布图）中，用方框（也可用 (2)所有原子的任一能层的$电子的电子云轮廓图都是 圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的 一个球形，只是球的半径不同。同一原子的s电子的电 方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“个”称电子对， 子云轮廓图如下： “◆”或“”称单电子（或称未成对电子）。箭头同向的单电 子称自旋平行。 (2)以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意 义为： 2s 3 4s 同一原子中能层越高，$电子云半径越大，是由于电子 ,能层序数 的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐 →原子轨道 没有电子 ,的轨道称 渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 2s 2p 3s 3p 为空轨道 (3)p电子云轮廓图是哑铃状的，而且，无论2p、3p还 Al:1 是4p…都有3个相互垂直的电子云，分别称为PP,P.。 1个方框表示1个轨道 单电子 箭头表示1个电子及其自旋状态用“，” 表示2个自旋相反的电子) 通常应在方框下方或上方标记能级符号，有时画出的能 DP,P.的电子云轮廓图 级上下错落，以表达能量高低不同。 4.原子轨道。 3.洪特规则。 (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动 (1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独 状态称为一个原子轨道。 分占，且自旋平行。 (2)不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图： (2)洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。 电子云轮廓 能层能级原子轨道数 原子轨道名称 特别提醒」洪特规则是针对电子填入简并轨道而言 图的形状 的，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 K ls 1 ls 球形 4.能量最低原理。 2s 1 2s 球形 (1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量 2p 2p、2p、2P 哑铃形 最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 (2)整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状 态三个因素共同决定，相邻能级能量相差很大时，电子填入 能量低的能级即可使整个原子能量最低（如所有主族元素
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课前·基础认知 自主预习 一、电子云与原子轨道 1.概率密度。 量子力学指出,一定空间运动状态的电子可在核外空间 各处出现,但出现的 概率 不同。用P 表示电子在某处出 现的 概率 ,V 表示该处的 体积 ,则 P V 称为概率密度, 用ρ表示。 2.电子云。 用小点来描述的电子在原子核外空间出现的概率密度 分布看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云。 3.电子云轮廓图。 (1)为了表示 电子云轮廓 的形状,对核外电子的 空间 运动状态 有一个形象化的简便描述,把电子在原子核外空 间出现概率P= 90% 的空间圈出来,即为电子云轮廓图。 (2)所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是 一个 球 形,只是球的 半径不同 。同一原子的s电子的电 子云轮廓图如下: 同一原子中能层越高,s电子云半径越大,是由于电子 的能量 依次增高 ,电子在离核更远的区域出现的概率 逐 渐增大 ,电子云越来越向更大的空间扩展。 (3)p电子云轮廓图是 哑铃 状的,而且,无论2p、3p还 是4p……都有3个相互垂直的电子云,分别称为px、py、pz。 px、py、pz 的电子云轮廓图 4.原子轨道。 (1)定义: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。 (2)不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图: 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓 图的形状 K 1s 1 1s 球 形 L 2s 1 2s 球 形 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃 形 续表 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓 图的形状 M 3s 1 3s 球 形 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃 形 3d 5 …… …… 二、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.电子自旋与泡利原理。 (1)自旋是电子的内在属性,电子自旋在空间有顺时针 和 逆时针 两种取向,简称自旋相反,常用上下箭头(↑和 ↓)表示自旋相反的电子。 (2)泡利原理(泡利不相容原理):在一个原子轨道里,最 多只能容纳 2 个电子,它们的自旋 相反 。 2.电子排布的轨道表示式。 (1)在轨道表示式(又称电子排布图)中,用方框(也可用 圆圈)表示 原子轨道 ,能量相同的原子轨道(简并轨道)的 方框相连,箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称电子对, “↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。箭头同向的单电 子称 自旋平行 。 (2)以铝原子为例,轨道表示式中各符号、数字的意 义为: 通常应在方框下方或上方标记能级符号,有时画出的能 级上下错落,以表达能量高低不同。 3.洪特规则。 (1)内容: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 。 (2)洪特规则不仅适用于基态原子,也适用于基态离子。 洪特规则是针对电子填入简并轨道而言 的,并不适用于电子填入能量不同的轨道。 4.能量最低原理。 (1)内容:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量 最低 的原子轨道,使整个原子的能量最低。 (2)整个原子的能量由 核电荷数 、电子数 和 电子状 态 三个因素共同决定,相邻能级能量相差很大时,电子填入 能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有 主 族元素 8
第一章原子结构与性质 的基态原子)：而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个 A.图1中的每个小点表示1个电子 电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使 B.图2表示1s电子只能在球体内出现 整个原子能量最低（如所有副族元素的基态原子）。 C.图2表明1s电子电子云轮廓图呈球形，有无数对称轴 预习检测 D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置 答案C 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 解析小，点是15电子在原子核外出现的概率密度的形象 (1)电子云中的小点代表电子在此空间出现的次数。 描述，A、D项错误。图2表示1s电子在球体内出现的概 ( 率大于90%，在球体外出现的概率不足10%，B项错误。 (2)s电子电子云的形状为圆形。 ( 4.若将1sP原子的电子排布式写成1s22s22p3s23p3p,它违 (3)3p表示3p能级有两个轨道。 ( 背了()。 (4)核外电子排布的表示方法中，轨道表示式最能反映电 A.能量守恒原理 B.泡利原理 子的排布情况。 C.能量最低原理 D,洪特规则 答案(1)×(2)×(3)×(4) 答案D 2.下列关于电子云的说法中正确的是( )。 解析违背了洪特规则，正确的应为 A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹 1s22s22p3s23p13p3p。 B.电子云表示处于一定空间运动状态的电子在核外空间 5.下列基态原子的轨道表示式中正确的是( 出现的概率密度分布 。 1s 2s 2p 1s 2s 2p C.电子云图中的小点越密，表示核外空间的电子越多 D.钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同 A.T☐ B.1t☐ 答案B Is 2s 2p 3s 1s 2s 2p 3s 解析电子云表示处于一定空间运动状态的电子在原子 c.团团D D.团D□□ 核外空间的概率密度分布，不是表示电子在原子核外运动 的轨迹，A项错误，B项正确。电子云图中的小点越密，表 答案A 示概率密度越大，C项错误。钠原子的1s、2s、3s电子云 解析B项违背了洪特规则，2p轨道应为111：C、D 半径逐渐增大，D项错误。 Is 7s 2n 3s 3.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮 项违背了能量最低原理，C项应为团团1☐ 廓图。下列有关说法正确的是( )。 Is 2s 2p D项应为团团□ 图1 图2 课堂·重难突破 认识理解电子云、原子轨道 (3)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道， 它们互相垂直，分别以pP,、P:表示。在同一能层中，P、 重难归纳 Pp.的能量相同。 1.正确认识电子云。 (4)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数=n2。 (1)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。电子云图中小点越密， ”思考发现 在进行原子光谱实验时，钠原子中处于N层的电子跃 表示电子出现的概率密度越大。电子云的外围形状具有不 规则性。 迁到M层时，会产生多条谱线。钠原子的部分光谱如图 所示： (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不 589.0589.6 代表电子真实出现的次数。 2.正确认识原子轨道。 (1)原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同，它是量子力 400 450500550T600650700nm 学描述电子在原子核外的一个空间运动状态。 利用原子轨道的相关知识解释钠原子中处于N层的电 (2)电子云轮廓图是对原子轨道的形象描述。 子跃迁到M层时，为什么会产生多条谱线？ 9
第一章 原子结构与性质 的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时,有1~2个 电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使 整个原子能量最低(如所有 副 族元素的基态原子)。 预习检测 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)电子云中的小点代表电子在此空间出现的次数。 ( ) (2)s电子电子云的形状为圆形。 ( ) (3)3p 2 表示3p能级有两个轨道。 ( ) (4)核外电子排布的表示方法中,轨道表示式最能反映电 子的排布情况。 ( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 2.下列关于电子云的说法中正确的是( )。 A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹 B.电子云表示处于一定空间运动状态的电子在核外空间 出现的概率密度分布 C.电子云图中的小点越密,表示核外空间的电子越多 D.钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同 答案 B 解析 电子云表示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,不是表示电子在原子核外运动 的轨迹,A项错误,B项正确。电子云图中的小点越密,表 示概率密度越大,C项错误。钠原子的1s、2s、3s电子云 半径逐渐增大,D项错误。 3.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮 廓图。下列有关说法正确的是( )。 A.图1中的每个小点表示1个电子 B.图2表示1s电子只能在球体内出现 C.图2表明1s电子电子云轮廓图呈球形,有无数对称轴 D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置 答案 C 解析 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象 描述,A、D项错误。图2表示1s电子在球体内出现的概 率大于90%,在球体外出现的概率不足10%,B项错误。 4.若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p 63s23p 2 x3p 1 y,它违 背了( )。 A.能量守恒原理 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 答案 D 解析 违背了洪特规则,正确的应为 1s22s22p 63s23p 1 x3p 1 y3p 1 z。 5.下列基态原子的轨道表示式中正确的是( )。 答案 A 解析 B项违背了洪特规则,2p轨道应为 ;C、D 项违背了能量最低原理,C项应为 , D项应为 。 课堂·重难突破 一 认识理解电子云、原子轨道 重难归纳 1.正确认识电子云。 (1)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。电子云图中小点越密, 表示电子出现的概率密度越大。电子云的外围形状具有不 规则性。 (2)电子云图中的小点并不代表电子,小点的数目也不 代表电子真实出现的次数。 2.正确认识原子轨道。 (1)原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同,它是量子力 学描述电子在原子核外的一个空间运动状态。 (2)电子云轮廓图是对原子轨道的形象描述。 (3)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道, 它们互相垂直,分别以px、py、pz 表示。在同一能层中,px、 py、pz 的能量相同。 (4)原子轨道数与能层序数(n)的关系:原子轨道数=n2。 在进行原子光谱实验时,钠原子中处于 N 层的电子跃 迁到 M 层时,会产生多条谱线。钠原子的部分光谱如图 所示: 利用原子轨道的相关知识解释钠原子中处于 N层的电 子跃迁到 M 层时,为什么会产生多条谱线? 9
化学 选择性必修2物质结构与性质 配人教版 提示M层中含有s、P、d能级，三个能级分别含有1、 中没有运动状态完全相同的两个电子，C项错误。虽然$能 3、5个原子轨道：N层中含有sP、d、f能级，四个能级分别含 级的原子轨道的形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s·的 有1、3、5、7个原子轨道。不同能级能量不同，所以电子从N 顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的 层中的不同原子轨道跃迁到M层中不同能级的原子轨道， 概率逐渐增大，电子云向更大的空间扩展，原子轨道的平均 释放的能量不同，会得到多条谱线。 半径逐渐增大，D项错误。 典例剖析 核外电子排布的规则与特例 如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的 重难归纳 是( 1基态原子核外电子排布的规则。 基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪 特规则，涉及原子核外多个电子排布时，要综合考虑三条规 则，不能顾此失彼。 2.洪特规则的特例。 在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状 A.s能级和p能级的原子轨道形状相同 态时，具有较低的能量和较大的稳定性。 B.每个p能级都有6个原子轨道 全充满：p、d、f C,s能级的原子轨道半径与能层序数有关 相对稳定的状态全空：p°、d°、° D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 半充满：p2、d、 答案C 如基态2Cr的电子排布式为1s22s22p3s23p3d4s。 解析s轨道为球形，p轨道为亚铃形，A项错误。每个 基态gCu的电子排布式为1s22s22p3s23p3d4s。 P能级只有3个原子轨道，B项错误。能层序数越小，s能级 的原子轨道半径越小，C项正确。钠原子的电子在6个原子 ”思考发现 轨道上高速运动，D项错误。 (1)下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子？为什么？ 易错警示」电子云和原子轨道的理解误区： Is 2s 2p 1s 2s 2p A.四0☐ Bm四□ (1)忽视不同能层中相同字母代号的能级的电子云 或原子轨道形状相同，但大小不同。 提示根据泡利原理可知，在一个原子轨道里的两个电 (2)忽视电子云或原子轨道形状取决于其类型，而与 子应自旋相反，A项为硼的基态原子。 电子数目无关。 (2)指出下列轨道表示式的书写分别违背了什么原则。 2p 学以致用 ①2p轨道上有3个电子的原子： 0 1.下列各能级中原子轨道数最多的是( )。 2p C.5d ②2印轨道上有2个电子的原子 A.7s B.6p D.4f 答案D 解析ns能级有1个原子轨道，np能级有3个原子轨 ③3d轨道上有8个电子的原子：☐ 道，nd能级有5个原子轨道，nf能级有7个原子轨道。 4s ④4s轨道上有2个电子的原子： 2.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正 确的是( )。 提示①②③违背了洪特规则，当电子排布在简并轨道 A.在同一原子中，2p、3p、4p…能级的原子轨道数依 上时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平 次增多 行。④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只能容纳2个电 B.在同一能层相同能级上运动的电子，其能量一定 子，而且这2个电子的自旋相反。 相同 C.在同一能级上运动的电子，其运动状态有可能相同 典例剖析 D.在同一原子中，1s、2s、3s、4s…能级的原子轨道的 某基态原子的最外层电子排布为3s23p2,下列对其核外 平均半径相同 电子运动的说法错误的是( )。 答案B A.有4种不同伸展方向的原子轨道 解析在同一原子中，任一能层的p能级都有三个互相 B.有5种不同能量的电子 垂直的原子轨道，A项错误。决定电子能量的是能层和能 C.最外层电子占据2个原子轨道 级，也就是说，处于同一能层相同能级上的电子，即使处在不 D.有14种不同运动状态的电子 同的原子轨道上，其能量也是相同的，B项正确。同一原子 答案C 10
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 提示 M 层中含有s、p、d能级,三个能级分别含有1、 3、5个原子轨道;N层中含有s、p、d、f能级,四个能级分别含 有1、3、5、7个原子轨道。不同能级能量不同,所以电子从 N 层中的不同原子轨道跃迁到 M 层中不同能级的原子轨道, 释放的能量不同,会得到多条谱线。 典例剖析 如图是s能级和p能级的原子轨道图,下列说法正确的 是( )。 A.s能级和p能级的原子轨道形状相同 B.每个p能级都有6个原子轨道 C.s能级的原子轨道半径与能层序数有关 D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 答案 C 解析 s轨道为球形,p轨道为哑铃形,A项错误。每个 p能级只有3个原子轨道,B项错误。能层序数越小,s能级 的原子轨道半径越小,C项正确。钠原子的电子在6个原子 轨道上高速运动,D项错误。 电子云和原子轨道的理解误区: (1)忽视不同能层中相同字母代号的能级的电子云 或原子轨道形状相同,但大小不同。 (2)忽视电子云或原子轨道形状取决于其类型,而与 电子数目无关。 学以致用 1.下列各能级中原子轨道数最多的是( )。 A.7s B.6p C.5d D.4f 答案 D 解析 ns能级有1个原子轨道,np能级有3个原子轨 道,nd能级有5个原子轨道,nf能级有7个原子轨道。 2.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正 确的是( )。 A.在同一原子中,2p、3p、4p……能级的原子轨道数依 次增多 B.在同一能层相同能级上运动的电子,其能量一定 相同 C.在同一能级上运动的电子,其运动状态有可能相同 D.在同一原子中,1s、2s、3s、4s……能级的原子轨道的 平均半径相同 答案 B 解析 在同一原子中,任一能层的p能级都有三个互相 垂直的原子轨道,A 项错误。决定电子能量的是能层和能 级,也就是说,处于同一能层相同能级上的电子,即使处在不 同的原子轨道上,其能量也是相同的,B项正确。同一原子 中没有运动状态完全相同的两个电子,C项错误。虽然s能 级的原子轨道的形状都是球形,但按照1s、2s、3s、4s……的 顺序,电子的能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的 概率逐渐增大,电子云向更大的空间扩展,原子轨道的平均 半径逐渐增大,D项错误。 二 核外电子排布的规则与特例 重难归纳 1.基态原子核外电子排布的规则。 基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪 特规则,涉及原子核外多个电子排布时,要综合考虑三条规 则,不能顾此失彼。 2.洪特规则的特例。 在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状 态时,具有较低的能量和较大的稳定性。 相对稳定的状态 全充满:p 6、d10、f14 全空:p 0、d0、f0 半充满:p 3、d5、f7 如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p 63s23p 63d54s1。 基态29Cu的电子排布式为1s22s22p 63s23p 63d104s1。 (1)下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子? 为什么? 提示 根据泡利原理可知,在一个原子轨道里的两个电 子应自旋相反,A项为硼的基态原子。 (2)指出下列轨道表示式的书写分别违背了什么原则。 ①2p轨道上有3个电子的原子: ; ②2p轨道上有2个电子的原子: ; ③3d轨道上有8个电子的原子: ; ④4s轨道上有2个电子的原子: 。 提示 ①②③违背了洪特规则,当电子排布在简并轨道 上时,原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋平 行。④违背了泡利原理,一个原子轨道最多只能容纳2个电 子,而且这2个电子的自旋相反。 典例剖析 某基态原子的最外层电子排布为3s23p 2,下列对其核外 电子运动的说法错误的是( )。 A.有4种不同伸展方向的原子轨道 B.有5种不同能量的电子 C.最外层电子占据2个原子轨道 D.有14种不同运动状态的电子 答案 C 10