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課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二） 能量最低原理 電子云與原子軌道 1.下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是(　　) A.原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云 B.s能級(jí)的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng) C.p能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形，隨著能層的增加，p能級(jí)原子軌道也增多 D.與s電子原子軌道相同，p電子原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大 解析：選D　A項(xiàng)，電子云只是一種對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)的“形象”描述；B項(xiàng)，核外電子并不像宏觀物體的運(yùn)動(dòng)那樣具有一定的軌道；C項(xiàng)，p能級(jí)在任何能層均只有3個(gè)軌道。 2.當(dāng)碳原子的核外電子排布由 轉(zhuǎn)變?yōu)?時(shí)，下列說法正確的是(　　) ①碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)?、谔荚佑杉ぐl(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)?、厶荚右獜耐饨绛h(huán)境中吸收能量?、芴荚右蛲饨绛h(huán)境中釋放能量 A.①② B．②③ C.①③ D．②④ 解析：選C　核外電子排布由2s22p2轉(zhuǎn)變?yōu)?s12p3，碳原子體系能量升高，由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，要從外界環(huán)境中吸收能量。 3.觀察1s軌道電子云示意圖，判斷下列說法正確的是(　　) A.一個(gè)小黑點(diǎn)表示1個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子 B.1s軌道的電子云形狀為圓形的面 C.電子在1s軌道上運(yùn)動(dòng)像地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn) D.1s軌道電子云的點(diǎn)的疏密表示電子在某一位置出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少 解析：選D　由電子云圖可知，處于1s軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈球形對(duì)稱，而且電子在原子核附近出現(xiàn)的概率最大，離核越遠(yuǎn)，出現(xiàn)的概率越小。圖中的小黑點(diǎn)不表示電子，而表示電子曾經(jīng)出現(xiàn)過的位置。 4.基態(tài)硅原子的最外能層的各能級(jí)中，電子排布的方式正確的是(　　) 解析：選C　基態(tài)硅原子的電子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則，只有C選項(xiàng)正確。 5.對(duì)于Fe的下列電子排布，正確的是(　　) 解析：選A　Fe原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，據(jù)洪特規(guī)則可知A正確。 6．某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了(　　) A．泡利原理 B．能量最低原理 C．洪特規(guī)則 D．洪特規(guī)則特例 解析：選A　p能級(jí)有三個(gè)軌道，根據(jù)泡利原理，每個(gè)軌道最多排2個(gè)電子，故p能級(jí)最多排6個(gè)電子，不可能排7個(gè)，故違背泡利原理。 7．下列原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的是(　　) A．C　　　　　　　　　 　B．O C．N D．Cl 解析：選C　本題綜合考查能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。各原子的軌道表示式為 碳原子有2個(gè)未成對(duì)電子，氧原子有2個(gè)未成對(duì)電子，氮原子有3個(gè)未成對(duì)電子，氯原子有1個(gè)未成對(duì)電子。 8．下列3d能級(jí)的電子排布圖正確的是(　　) 解析：選B　A、D中同一個(gè)原子軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài)相同，違反了泡利原理；C違反了洪特規(guī)則——當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且電子的自旋狀態(tài)相同。 9．K層有________個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為__________；L層有______個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為______；M層有________個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為__________。由此可推知n能層最多可能有________個(gè)能級(jí)，能量最低的兩個(gè)能級(jí)其符號(hào)分別表示為__________，它們的原子軌道電子云形狀分別為__________、__________。 解析：此題對(duì)能層和能級(jí)的關(guān)系作了總結(jié)，有助于理解和掌握以下幾個(gè)基本內(nèi)容：①第n個(gè)能層有n個(gè)能級(jí)；②核外電子的能量取決于該電子所處的能層和能級(jí)；③s能級(jí)和p能級(jí)電子云的形狀。 答案：1　1s　2　2s、2p　3　3s、3p、3d　n　ns、np　球形 啞鈴形 10．下表為元素周期表中第四周期的部分元素(從左到右按原子序數(shù)遞增排列)，根據(jù)要求回答下列各小題： K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge (1)在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中，4s軌道只有1個(gè)電子的元素有________(填元素名稱)。 (2)寫出Cr3＋的電子排布式____________________________________________。 (3)Fe3＋的化學(xué)性質(zhì)比Fe2＋穩(wěn)定，其原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。 解析：(1)由核外電子排布軌道能量順序可知，4s軌道只有1個(gè)電子，則3d軌道可能為0(全空)、5(半充滿)、10(全充滿)，則有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分別為鉀、鉻、銅。 (2)Cr原子失去3個(gè)電子生成Cr3＋，則電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。 (3)Fe3＋的電子排布式為[Ar]3d5，F(xiàn)e2＋的電子排布式為[Ar]3d6，F(xiàn)e3＋的3d5半充滿結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。 (4)分周期一一討論，第一周期中基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為1個(gè)的是氫原子，第二周期中基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為2個(gè)的可以是1s22s22p2或1s22s22p4，是碳原子或氧原子，第三周期中基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為3個(gè)的可以是1s22s22p63s23p3，是磷原子，第四周期中基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為4個(gè)的只能是過渡元素，符合條件的只有鐵原子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，因此共有5種元素符合題意。 答案：(1)鉀、鉻、銅 (2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) (3)Fe3＋的3d軌道填充了5個(gè)電子，為半充滿狀態(tài)　(4)5 1．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是(　　) A．He B. C．1s2 D. 解析：選D　 A、B、C三項(xiàng)的表示方法只能說明氦原子核外第一能層有兩個(gè)電子，但是不能說明這兩個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而D項(xiàng)說明兩個(gè)電子均在1s能級(jí)，且自旋狀態(tài)相反。 2．下列各基態(tài)原子的核外電子排布表示正確的是(　　) A．鈉原子：1s22s22p7 B．銅原子：1s22s22p63s23p63d94s2 C．鐵原子：1s22s22p63s23p63d8 D．氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6 解析：選D　A項(xiàng)違背了泡利原理；B項(xiàng)違背了等價(jià)軌道在全空、半滿、全滿時(shí)是穩(wěn)定狀態(tài)；C項(xiàng)違背了能量最低原理。 3．人們把電子云輪廓圖稱為原子軌道，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．s電子的原子軌道都是球形的，2s電子比1s電子能量高且電子云比1s更擴(kuò)散 B．p電子的原子軌道都是啞鈴形的，每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們相互垂直，能量相同 C．p電子能量一定高于s電子能量 D．處于同一原子軌道電子，自旋狀態(tài)有兩種 解析：選C　同一電子層上p電子能量高于s電子能量，不同電子層上p電子能量不一定高于s電子能量，如3s＞2p。 4．某原子核外共有6個(gè)電子，分布在K與L電子層上，其基態(tài)原子在L層分布中正確的是(　　) 解析：選D　A項(xiàng)中2s上應(yīng)有兩個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子；B項(xiàng)中2p上兩個(gè)電子自旋狀態(tài)應(yīng)相同；C項(xiàng)違背洪特規(guī)則，電子應(yīng)盡可能占據(jù)不同軌道。 5．在d軌道中電子排布成 ，而不排布成，其最直接的根據(jù)是(　　) A．能量最低原理 B．泡利原理 C．原子軌道構(gòu)造原理 D．洪特規(guī)則 解析：選D　洪特規(guī)則表明，當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道且自旋方向相同。 6．下列電子排布式或電子排布圖正確的是(　　) A．O原子的電子排布圖： B．Ca原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d2 C．N原子的電子排布圖： D．Br－的電子排布式：[Ar]3d104s24p6 解析：選D　A項(xiàng)，O原子的電子排布圖違背洪特規(guī)則；B項(xiàng)，Ca原子的電子排布式違背能量最低原理；C項(xiàng)，N原子的電子排布圖違背泡利原理。 7．下列關(guān)于能層、能級(jí)和軌道之間的關(guān)系不正確的是(　　) A．每個(gè)能層上所有的能級(jí)數(shù)與能層的序數(shù)相等 B．每個(gè)能層(K、L、M…)上所有的軌道數(shù)對(duì)應(yīng)為1、3、5… C．每個(gè)能級(jí)(s、p、d…)上所有的軌道數(shù)分別為1、3、5… D．每個(gè)能層(n)上所有的軌道總數(shù)為n2 解析：選B　每個(gè)能層所包含的軌道數(shù)等于該層各能級(jí)的軌道數(shù)之和，即是能層序數(shù)的平方(n2)，B錯(cuò)誤，D正確。 8．下列說法正確的是(　　) A．原子核外電子排布式為1s2的原子與原子核外電子排布式為1s22s2的原子化學(xué)性質(zhì)相似 B．Fe3＋的最外層電子排布式為3s23p63d5 C．基態(tài)銅原子外圍電子排布圖為 D．基態(tài)碳原子最外層的電子排布圖為 解析：選B　核外電子排布式為1s2的原子是He，核外電子排布式為1s22s2的原子為鈹(Be)，He是稀有氣體元素，Be是金屬元素，化學(xué)性質(zhì)不相似，A錯(cuò)誤；Fe的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，失去電子時(shí)先失最外層，再失次外層，失去3個(gè)電子變成Fe3＋時(shí)，最外層電子排布式為3s23p63d5，B正確；基態(tài)銅原子外圍電子排布圖為 ，3d全充滿，即符合洪特規(guī)則，C錯(cuò)誤；基態(tài)碳原子的2s比2p軌道能量低，先填滿2s再填2p，即。 9．A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨? (1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為________。 (2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號(hào)為________，C的元素符號(hào)為________。 (3)D元素的正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿，D的元素符號(hào)為__________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為______，其基態(tài)原子的電子排布式為______________________________。 解析：解答此題的關(guān)鍵是要熟練掌握原子的核外電子排布式，并特別注意原子的幾種穩(wěn)定態(tài)的核外電子排布：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)、全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。 答案：(1)N　(2)Cl　K (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2 (4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1 10．按照下列元素基態(tài)原子的電子排布特征判斷元素，并回答問題。 A原子中只有一個(gè)能層且只含1個(gè)電子；B原子的3p軌道上得到1個(gè)電子后不能再容納外來電子；C原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋狀態(tài)與其他電子的自旋狀態(tài)相反；D原子第三能層上有8個(gè)電子，第四能層上只有1個(gè)電子；E原子的最外層電子排布式為3s23p6。 (1)寫出由A、B、C、D中的三種元素組成的化合物的化學(xué)式(至少寫出5種)：________________________________________________________________________。 (2)寫出用上述元素組成的物質(zhì)制得A的單質(zhì)的化學(xué)方程式(至少寫出2個(gè))：________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 (3)檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠨＋，可通過________反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)；檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠦－，通常所用的試劑是________和________。 (4)寫出E的元素符號(hào)：________，要證明太陽上是否含有E元素，可采用的方法是________________________________________________________________________。 解析：由A只有1個(gè)能層且只含1個(gè)電子，判斷A為H元素；B原子3p軌道得1個(gè)電子飽和，則原有5個(gè)電子，即B的電子排布式為1s22s22p63s23p5，為Cl元素；C原子的電子排布圖為，為O元素；D為K元素；E為Ar元素。 答案：(1)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3等 (2)2H2O2H2＋O2　2K＋2H2O===2KOH＋H2　(3)焰色　AgNO3溶液　稀HNO3　(4)Ar　對(duì)太陽光進(jìn)行光譜分析