高中化學 第一章 原子結構與性質 1_1_3 電子云與原子軌道 泡利原理和洪特規(guī)則課時訓練（含解析）新人教版選修3
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第3課時 電子云與原子軌道泡利原理和洪特規(guī)則 課時訓練3 電子云與原子軌道 泡利原理和洪特規(guī)則 基礎夯實 一、電子云、原子軌道 1.以下對核外電子運動狀態(tài)的描述正確的是( )(導學號52700060) A.電子的運動與行星相似,圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉 B.能量低的電子只能在s軌道上運動,能量高的電子總是在f軌道上運動 C.能層序數越大,s電子云的半徑越大 D.在同一能級上運動的電子,其運動狀態(tài)肯定相同 解析:電子運動是無序的,沒有固定軌道,能量低的電子在離核近的區(qū)域運動,能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動。同一能級上運動的電子,如果是處于不同能層,則運動狀態(tài)也不相同。 答案:C 2.下列各能級中原子軌道數最多的是( ) A.7s B.6p C.5d D.4f 解析:ns能級有1個原子軌道,np能級有3個原子軌道,nd能級有5個原子軌道,nf能級有7個原子軌道。 答案:D 3.下列有關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能級的原子軌道呈球形,處在該軌道上的電子只能在球殼內運動 C.p能級的原子軌道呈啞鈴狀,隨著能層的增加,p能級原子軌道也在增多 D.與s原子軌道相同,p原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大 解析:電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述,并非原子核真被電子云霧所籠罩,A項錯;原子軌道是電子出現的概率約為90%的空間輪廓,它表明電子在這一區(qū)域內出現的機會大,在此區(qū)域外出現的機會少,B項錯;無論能層序數n怎樣變化,每個p能級都有3個原子軌道且相互垂直,C項錯;電子的能量隨著能層序數的增大而增大,電子在離核更遠的區(qū)域出現的概率逐漸增大,電子云越來越向更大的空間擴展,原子軌道的平均半徑逐漸增大,D項對。 答案:D 二、核外電子排布規(guī)律 4.在能量相同的d軌道中,電子排布成,而不排布成,最直接的依據是( ) A.能量最低原理 B.泡利原理 C.原子軌道能級圖 D.洪特規(guī)則 解析:洪特規(guī)則是指基態(tài)原子中的電子在同一能級的不同軌道上排布時,電子總是優(yōu)先單獨占據一個軌道,并且自旋狀態(tài)相同,使整個原子的能量最低,故D項正確。 答案:D 5.下列有關碳原子的電子排布圖中,能量最低的是( ) 解析:A項中2p能級上的2個電子擠在同一個軌道上,B項、C項中兩個2p軌道上電子的自旋狀態(tài)相反,均與洪特規(guī)則相違背,只有D項中的排布符合洪特規(guī)則,此時整個原子的能量最低。 答案:D 6.若將15P的電子排布式寫成1s22s22p63s23,它違背了( ) A.能量守恒原理 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特規(guī)則 解析:洪特規(guī)則是指當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同。 答案:D 三、電子排布圖 7.已知錳的核電荷數為25,以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子的電子排布圖,其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是( )(導學號52700061) 解析:基態(tài)錳原子的電子排布式為 1s22s22p63s23p63d54s2,原子軌道的能量由低到高的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d,其中3d能級上排布了5個電子,為半充滿狀態(tài),5個電子分別占據不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同。A項3d能級上的電子排布不對,違反了洪特規(guī)則;B項中s能級上兩個電子的自旋狀態(tài)應相反;C項中3d能級上電子排布不對,違反了洪特規(guī)則,只有D項正確。 答案:D 8.下列表示式錯誤的是( ) A.Na+的電子排布圖: B.Na+的結構示意圖: C.Na的電子排布式:1s22s22p63s1 D.Na的簡化電子排布式:[Ne]3s1 解析:Na+是Na原子失去了最外層的3s電子所得到的,只剩下1s、2s和2p軌道上的電子,共10個電子,A選項中2p能級上的電子排布違背了泡利原理。 答案:A 9.某元素原子A的L層要比M層少6個電子,它有兩種常見的陽離子a和b(其中a的化合價高于b的化合價)。則 (1)a的M層比N層多 個電子;b的L層比M層少 個電子。a的穩(wěn)定性 (填“大于”或“小于”)b的穩(wěn)定性。 (2)寫出A原子的電子排布式: ;a的最外層的電子排布圖是 。 解析:由于第一、二層的原子軌道不出現能級交錯現象,根據題意可得A原子的L層已填滿電子,則L層共有8個電子,再根據A原子的L層比M層少6個電子,可得M層上的電子數為14,則第三層的電子排布式為3s23p63d6,已經排到3d能級,所以4s能級已填滿電子,故A原子的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子為Fe原子。Fe原子能形成兩種離子,即Fe2+和Fe3+。根據題意,a為Fe3+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;b為Fe2+,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,根據洪特規(guī)則的特例,可知a的3d能級處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以a離子比b離子穩(wěn)定。 答案:(1)13 6 大于 (2)1s22s22p63s23p63d64s2 10.以下是表示鐵原子和鐵離子的3種不同化學用語。(導學號52700062) 結構示意圖 電子排布式 電子排布圖 鐵 原 子 1s22s22p63s23p63d64s2 鐵 離 子 1s22s22p63s23p63d5 (1)鐵原子最外層電子數為 ,鐵在發(fā)生化學反應時,參加反應的電子可能是 。 (2)請你通過比較、歸納,分別說出3種不同化學用語所能反映的粒子結構信息。 答案:(1)2 4s能級上的2個電子或4s能級上的2個電子和3d能級上的1個電子 (2)結構示意圖:能直觀地反映核內的質子數和核外的能層數及各能層上的電子數。電子排布式:能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數。電子排布圖:能直觀地反映出各能層、能級及各軌道上的電子分布情況以及電子的自旋狀態(tài)。 能力提升 1.以下表示氦原子結構的化學用語中,對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是( ) AHe B. C.1s2 D. 解析:A項只能表示最外層電子數,B項只表示核外的電子分層排布情況,C項只表示出能級及能級中所含有的電子數,而D項包含了電子層數、能級和能級中所含有的電子數以及軌道內電子的自旋狀態(tài),故D項對電子運動狀態(tài)的描述最詳盡。 答案:D 2.下列說法正確的是( ) A.3p2表示3p能級有2個軌道 B.1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布 C.M能層中的原子軌道數目為3 D.處于同一軌道上的電子可以有多個,它們的自旋狀態(tài)相同 解析:3p2表示3p能級上有2個電子,故A項錯誤;B項中2s能級上的1個電子躍遷到了2p能級上,故表示的是激發(fā)態(tài)原子,故B項正確;C項中M能層中有s、p、d 3種能級,含有的軌道數分別為1、3、5,故M能層中共有9個原子軌道,故C項錯誤;處于同一軌道上的電子最多有2個,而且它們的自旋狀態(tài)相反,故D項錯誤。 答案:B 3.下列表達方式正確的是( ) A.Na2O的電子式:NNa B.N的最外層電子排布圖: C.氯離子的電子排布式:1s22s22p63s23p5 D.硫離子的結構示意圖: 解析:Na2O為離子化合物,其電子式應表示為Na+]2-Na+,A項錯;氯離子共有18個電子,其電子排布式應為1s22s22p63s23p6,C項錯;硫離子共有18個電子,其結構示意圖中最外層應為8個電子,D項錯。 答案:B 4.下列是原子的核外電子排布式或電子排布圖,其中不正確的是( ) A.24Cr的電子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1 B.K的簡化電子排布式:[Ar]4s1 C.N的電子排布圖: D.S的電子排布圖: 解析:D項中S的電子排布圖違背了洪特規(guī)則,正確的寫法應是。 答案:D 5.第三周期元素的原子,其最外層p能級上僅有一個未成對電子,它的最高價氧化物對應水化物的酸根離子是( ) A.R B.R C.R D.R 解析:該元素原子最外層電子排布式為3s23p1或3s23p5,該元素為Al或Cl,其最高價氧化物對應水化物的酸根離子分別為Al、Cl。 答案:D 6.下列是基態(tài)原子的最外層電子排布式,其中正確的是( ) A.3d54s1 B.3d44s2 C.3d94s2 D.3d13p6 解析:B項,違背了3d能級半充滿時為穩(wěn)定狀態(tài),C項,違背了3d能級全充滿時為穩(wěn)定狀態(tài),D項,違背了能量最低原理,故選A項。 答案:A 7.下列說法錯誤的是( )(導學號52700063) A.ns電子的能量不一定高于(n-1)p電子的能量 B.6C的電子排布式1s22s22,違反了洪特規(guī)則 C.21Sc的電子排布式1s22s22p63s23p63d3,違反了能量最低原理 D.22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10,違反了泡利原理 解析:A項,關鍵在于熟記構造原理,各能級能量的大小順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量;B項,對于6C來說,2p能級有3個能量相同的原子軌道,最后2個電子應該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上,故2違背了洪特規(guī)則;C項,根據能級能量高低順序可知E(4s)
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