化学人教版高中选择性必修二（2019年新编）第01讲 原子核外电子排布原理讲义

第01讲第01讲原子核外电子排布原理易混易错聚焦易混易错聚焦一、聚焦能层、能级的易混易错点1．能层数＝电子层数，能级数＝能层序数。即：第一能层(K,1层电子)，只有s能级；第二能层(L,2层电子)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量，第三能层(M,3层电子)，有s、p、d三种能级。(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。(2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。(3)不同能层中同一能级，能层数越大，能量越高。例如：1s<2s<3s<4s……2．(1)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；(2)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……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。3．每一能层中能级顺序依次为：ns、np、nd、nf……，故每个能层都有s能级，第二能层出现p能级，第三能层才有d能级，第四能层才有f能级。二、聚焦电子排布图式书写的易混易错点书写电子排布图式的“七”注意(1)一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。(2)不同能级中的□要相互分开，同一能级中的□要相互连接。(3)整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。(4)当□中有2个电子时，它们的自旋状态必须相反。(5)基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。(6)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。(7)要注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。三、聚焦电子跃迁的易混易错点(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。四、聚焦原子核外电子排布的易混易错点“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。书写基态原子电子排布时，应注意以下易错点：(违反能量最低原理)(违反泡利原理)(违反洪特规则)(违反洪特规则)(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。易错易错典例分析易错典例1易错典例11．下面是第二周期部分元素基态原子的电子排布图，据此下列说法错误的是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．N原子中有5种电子运动状态【答案】D【解析】A．由题给的四种元素原子的电子排布图可知，在一个原子轨道里，最多能容纳2个电子，符合泡利原理，故A正确；B．电子排在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，符合洪特规则，故B正确；C．任意能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故C正确；D．原子核外电子运动的能层、能级、轨道都代表电子的运动状态，即使在一个原子轨道的2个电子，其自旋状态相反，故N原子中有7种电子运动状态，故D错误；答案为D。易错典例易错典例22．下列说法错误的是A．电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理B．基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s5p4d6s4f5d6pD．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……，当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+【答案】C【解析】A．因为4s轨道最多容纳2个电子，电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理，故A正确；B．因为4s轨道能量比3d轨道能量还低，所以基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理，应该为1s22s22p63s23p63d34s2，故B正确；C．根据构造原理，原子核外电子填充顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s5p4d6s4f5d6p，故C错误；D．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故D正确；答案选C。举一反三1j举一反三1jYFs3．下列叙述正确的是A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子B．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级【答案】C【解析】A．M电子层有3s、3p、3d共3个能级，最多能容纳18个电子，A错误；B．根据能量最低原理知，4p能级能量高于3d能级，电子先填充能量较低的能级，所以电子先填充4s能级后填充3d能级，B错误；C．s能级容纳电子数最多为2，无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2，C正确；D．K电子层只有s能级，不含p能级，D错误；故选C。举一反三举一反三2jYFs4．下列说法正确的是A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子一定属于同一族B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种C．最外层电子排布为ns2的元素都属于s区D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素的最高能级为2p【答案】B【解析】A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子不一定属于同一族，例如Si和Se不是同一族元素，A错误；B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种，即H、He、Li、Be，B正确；C．最外层电子排布为ns2的元素不一定都属于s区，例如Zn位于ds区，C错误；D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素是S，其最高能级为3p，D错误；答案选B。举一反三举一反三3jYFs5．下列各项叙述错误的是A．具有如下电子层结构的两种原子：3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子，这两种原子相应的元素不一定同一主族B．若硫原子核外电子排布图为违反了泡利原理C．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件【答案】B【解析】A．p轨道上有2个未成对电子，可能为2或4，不能确定元素的种类，则不一定为同一主族，故A正确；B．3p轨道应该尽可能分占不同的原子轨道，若硫原子核外电子排布图为违反了洪特规则，故B错误；C．Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，违反了构造原理，故C正确；D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件，故D正确；故答案选B。易混易错剖析易混易错剖析1．构造原理(1)能级序数与能层能量之间有什么关系？(2)在同一能层中，各能级间的能量关系如何？(3)当能层不同，能级相同时，其能量关系如何？(4)高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗？【细剖精析】(1)随着能级序数n的增大，能层能量逐渐升高，即E(K)<E(L)<E(M)<E(N)。(2)在同一能层中，各能级是按s、p、d、f的顺序逐渐升高，即E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)(3)能层序数越大，能量越高，如1s<2s<3s<……(4)不一定，不同能层的能级上，能量有交错现象，如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。2．电子按构造原理排布时，先排在4s轨道，再排3d轨道，为什么？而失电子时，是先失4s轨道上的，还是先失3d轨道上的？【细剖精析】先排4s轨道再排3d轨道，原因是3d轨道能量高，而失电子时，却先失4s轨道上的。2．为什么同周期的ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的，ⅤA族的大于ⅥA族的？如I1(Al)<I1(Mg)，I1(S)<I1(P)。【细剖精析】主要是因为ⅡA族元素原子最外电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状态，ⅤA族的元素原子最外层3个能量相同的p轨道处于半充满状态，均属于相对稳定的状态，故这两个主族的元素原子相对难失去第1个电子，第一电离能相对较大，属于电离能周期性变化的特例。3．怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密？【细剖精析】(1)电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。(2)一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。(3)电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。3．基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。【细剖精析】基态原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图(或称原子结构简图)可表示核外电子分层排布和核内质子数，如。(2)电子式可表示原子最外层电子数目，如。(3)电子排布式①用数字在能级符号右上角标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用相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。如K：[Ar]4s1。(4)电子排布图(又称为轨道表示式)每个圆圈(或方框)代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布图如图所示。4．每一能层最多容纳的电子数与能层序数(n)之间有怎样的关系？【细剖精析】原子核外每一能层最多容纳的电子数为2n2。5．英文字母相同的不同能级容纳的电子数是否相同？能量的高低有怎样的关系？【细剖精析】英文字母相同的不同能级容纳的电子数相同。能层序数越大(离核越远)能量越高，如：1s<2s<3s<4s。6．金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同的焰色的原因是什么？【细剖精析】激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。释放的能量不同，光的颜色不同。7．为什么原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32?【细剖精析】ns、np、nd、nf……能级最多可容纳的电子数目依次为1、3、5、7……的2倍。根据构造原理知，原子的最外层由ns、np两个能级构成，排满时排1×2＋3×2＝8个电子；次外层由(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d三个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＝18个电子；倒数第三层由(n－2)s、(n－2)p、(n－2)d、(n－2)f四个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＋7×2＝32个电子，故原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32。8．电子层(能层)能理解为电子在核外一薄层空间内运动吗？【细剖精析】电子层(能层)不能理解为电子在核外一薄层空间内运动，而是按电子能量不同来划分的。9．同一能层的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，各个轨道上的电子具有分立的能量。这句话是否正确？【细剖精析】正确。通常状况下，同一能层的电子，根据能量高低分为不同的能级，各能级电子只能在特定的、分立的轨道上运动，同一能级的电子的能量相同。10．电子可以在不同的轨道间发生跃迁。这句话是否正确？【细剖精析】正确。电子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级形成吸收光谱，处于较高能级的电子可跃迁到低能级形成发射光谱。核心知识梳理核心知识梳理一、能层与能级1．能层(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2．能级(1)定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。(3)在任一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf……(n代表能层序数)，能量依次升高，即在第n层中，不同能级的能量大小顺序是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……(4)不同能层，英文字母相同的能级，n越大，能量越高，如E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)……(5)能层、能级与最多容纳的电子数由上表可知：①能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。②s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍。③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是2n2。3．原子轨道：原子中的单个电子的空间运动状态。原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形34．能层与能级类似楼层与楼梯之间的关系，能层是楼层，能级是楼梯的阶级，如图所示。二、基态原子的核外电子排布(1)能量最低原则电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：警示：所有电子排布规则都需满足能量最低原则。(2)泡利不相容原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先占据一个轨道，且自旋方向相同。如2p3的电子排布为，不能表示为洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。(4)绝大多数元素的原子核外电子的排布顺序遵循构造原理。(5)“能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布；当出现f轨道时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序在原子轨道上排布。从第三能层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。三、电子排布式书写(1)“三步法”书写电子排布式构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。(2)简化的电子排布式将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化的电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。(3)特例Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。(4)离子的电子排布式书写基态原子转化为相应离子时的一般规律：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次外层电子，之后是倒数第三层电子……对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能级上。如Fe位于第四周期第Ⅷ族，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。(5)原子结构的几种表达形式：①结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。②核组成式：如eq\o\al(16,8)O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。③电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。④电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。⑤价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。四、基态与激发态原子光谱1．基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。(2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。(3)基态、激发态相互间转化的能量变化2．光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。易错易错通关基础练1．下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是A．各能层含有的能级数等于能层序数减1B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍D．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束【答案】B【解析】A．各能层的能级数等于其能层序数，A项错误；B.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，B项正确；C.各能层所含有的电子数不一定是该能层序数平方的2倍，例如H原子的K能层只有1个电子，C项错误；D.各能层的能级都是从s能级开始、且能级数等于其能层序数，不一定都到f结束，D项错误；答案选B。2．下列说法正确的是A．2p能级有3个轨道B．1s、2s、3s的电子云轮廓图形状不同C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量【答案】A【解析】A．任何能级的p能级都有3个p轨道，故A正确；B．不同能级的s轨道的形状都是球形，只是球的半径不同，故B错误；C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子云密度分布呈哑铃形，不是电子的实际运动轨迹，故C错误；D．同一能层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，故D错误；故选A。3．下列各项叙述中，正确的是A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素C．硬度：金刚石>晶体硅D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2【答案】C【解析】A．1s22s22p63p2的能量高，所以从1s22s22p63s2到1s22s22p63p2吸收能量，A错误；B．5s25p1的元素位于第五周期第ⅠIIA族，是p区元素，B项错误；C．原子半径C<Si，金刚石的硬度大于晶体硅，C项正确；D．Cr的3d半充满时稳定，故应该为：1s22s22p63s23p63d54s1；故答案选C。4．肯定属于同族元素且性质相似的是A．原子核外电子排布式：A为1s2s2，B为1s2B．结构示意图：A为B为C．基态A原于2p轨道上有1个未成对电子，基态B原子3p轨道上也有1个未成对电子D．基态A原子2p轨道上有一对成对电子，基态B原子3p轨道上也有一对成对电子【答案】D【解析】A．1s22s2为Be，为ⅡA族元素，1s2为He为0族元素，故A不选；B．A为Ne，B为钠离子，Ne与Na+不是同族元素，故B不选；C．基态时，A原子2p轨道上有1个未成对电子，最外层电子排布为2s22p1或2s22p5，为B元素或F元素，B原子3p轨道上也有1个未成对电子，最外层电子排布为3s23p1或3s23p5，为Al元素或Cl元素，二者不一定处于同一主族，故C不选；D．基态时，A原子2p轨道上有1对成对电子，最外层电子排布为2s22p4，是O元素，B原子3p轨道上也有1对成对电子，最外层电子排布为3s23p4，是S元素，二者处于同一主族，性质相似，故D选；故选：D。5．下列各项叙述中，正确的是A．Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多B．价电子排布为4s24p3的元素位于第4周期VA族，是p区元素C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量相等D．氮原子的最外层电子轨道表示式：违背了泡利规则【答案】B【解析】A．根据构造原理可知基态Na、Mg、Al的核外电子排布式是1s22s22p63s1、1s22s22p63s2、1s22s22p63s13p1，原子核外未成对电子数分别是1、0、1，不是依次增多，故A错误；B．价电子排布为4s24p3的元素是As，位于第4周期VA族，是p区元素，故B正确；C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量不相等，故C错误；D．N是7号元素，基态N原子核外电子排布式是1s22s22p3，原子核外最外层的3个2p电子分别占据3个轨道，而且自旋方向相同，违背了洪特规则，故D错误；故选B。6．下列说法正确的是A．最外层电子排布式为ns2​的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族B．最外层电子排布式为ns1​的基态原子所对应元素一定是金属元素C．d​区元素的原子一定都有d​轨道电子D．基态原子价电子排布式为nsnnPn​的元素一定是金属元素【答案】C【解析】A．最外层电子排布式为ns2​的基态原子所对应元素不一定位于ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，A错误；B．最外层电子排布式为ns1​的基态原子所对应元素不一定位于IA族，可能位于副族，如副族的Cu等，B错误；C．d区元素的基态原子都含有d轨道电子，所以d区元素的基态原子一定都有d轨道电子，C正确；D．基态原子价电子排布式为nsnnPn​​的元素，n能级上最多排列2个电子，则n=2，所以该原子基态价电子排布式为2s22p2​，该元素为6号C元素，C属于非金属元素，D错误；故合理选项是C。7．下列有关化学用语描述正确的是A．四氯化碳的比例模型：B．铍原子最外层原子轨道示意图：C．铬原子价电子排布式：3d54s1D．基态O原子的轨道表示式：【答案】C【解析】A．四氯化碳分子呈正四面体结构，C原子在正四面体中心，Cl原子在四个顶点上，但Cl原子半径比C原子半径大，A不正确；B．铍原子的电子排布式为1s22s2，最外层原子轨道为s轨道，呈球形，B不正确；C．铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则价电子排布式为3d54s1，C正确；D．基态O原子的轨道中，依据洪特规则，2p轨道4个电子应占据3个轨道，表示式为：，D不正确；故选C。8．下列各项叙述中，正确的是A．SO2分子的空间构型与它的VSEPR模型一致B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第IA族，是s区元素C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同D．s-sσ键与s-pσ键的电子云形状的对称性不相同【答案】C【解析】A．SO2中S价层电子对数=2+=3且含有1个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，立体空间构型为V形，不一致，故A错误；B．价电子排布为5s25p1的元素最外层5个电子，含有5个电子层，在元素周期表中位于第五周期第ⅢA族，最后一个电子填充p轨道，属于p区元素，故B错误；C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可能相同，比如C和N的2p电子数分别为2和3，且自旋方向均相同，故C正确；D．s能级电子云是球形，p能级电子云是哑铃型，但s-sσ键与s-pσ键的对称性相同，均为轴对称，故D错误；故选：C。易错易错通关能力练1．下列关于能层和能级的说法正确的是A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2B．能层序数较大的能级，能量不一定较高C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多【答案】B【解析】A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；B．能层序数越大的能级能量不一定越高，如4s的能量低于3d，故B正确；C．不同能层的s轨道，能层序数越大的其能量越高，即1s<2s<3s，故C错误；D．p能级上有3个原子轨道，轨道数相同，故D错误。故选B。2．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形B．铋元素的相对原子质量是209.0C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子D．铋原子最外层有5个能量相同的电子【答案】D【解析】A．s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形，A正确；B．由图可以知道，Bi元素的相对原子质量是209.0，B正确；C．根据洪特规则可以知道，电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道，而且自旋方向相同，故Bi原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子，C正确；D．6s能量比6p能量低，6s能级2个电子与6p能级3个电子能量不同，D错误；故选D。3．第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为A．3、32、2×32 B．4、42、2×32 C．5、42、5×32 D．4、42、2×42【答案】D【解析】第N能级为第4层，含有的轨道能级分别为s、p、d、f的顺序依次为1、3,5、7，共有16个轨道，每一个轨道可容纳2个电子，可以最多容纳32个电子；故选D。4．下列电子排布中，原子处于激发状态的是A．B．C．D．【答案】D【解析】．电子排布式符合能量最低原理，所以原子为基态，故不选；B．符合能量最低原理，所以为基态，故不选；C．符合能量最低原理，所以为基态，故C不选；D．为激发态，根据能量最低原理知，其基态应为，故选；故选。5．下列说法正确的是A．氧原子的电子排布图：最外层违背了洪特规则B．在基态多电子原子中，p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量C．因O的电负性比N的大，故O的第一电离能比N的大D．根据原子核外电子排布的特点Cu在元素周期表中位于s区【答案】A【解析】A．电子在能量相同的轨道上排布时，总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，则由电子排布图可知，氧原子的最外层违背了洪特规则，故A正确；B．由构造原理可知，同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，故B错误；C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故C错误；D．基态铜原子外围电子排布式为3d104s1，则铜元素处于元素周期表ds区，故D错误；故选A。6．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：①元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素②元素周期系的形成是由原子的结构决定的③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束④元素周期系的每一周期元素的种类均相等⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多你认为正确的是A．①②③⑤⑥ B．②⑥ C．①④⑥ D．②③⑤【答案】B【解析】①元素周期表中IA族元素除氢外称为碱金属元素，故错误；②周期表中电子层数等于周期数，最外层的电子数等于族充数，所以周期表的形成是由原子的结构决定的，故正确；③除第一周期以外的每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束，故错误；④元素周期表从第一周期到第七周期元素种类为2、8、8、18、18、32、26，所以各周期元素种类各不相等，故错误；⑤基态原子电子排布为ls22s22p3是第二周期，ls22s22p63s23p3处第三周期，所以不在同一周期，故错误；⑥由元素周期表可知周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多，故正确；所以②⑥说法正确；故答案选B。7．下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是A．Ca2+：1s22s22p63s23p6B．F-：1s22s23p6C．P：最外层电子排布图为D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2【答案】A【解析】A．Ca为20号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，则Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6，A正确；B．F为9号元素，F-的核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B不正确；C．P的价电子排布为3s23p3，根据洪特规则，最外层电子排布图为，C不正确；D．Cr为24号元素，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1(应符合洪特规则)，D不正确；故选A。8．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数也增多D．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【答案】A【解析】A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5，故A正确；B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子不只能在球壳内运动，还在球壳外运动，只是在球壳外运动概率较小，故B错误；C．p能级的原子轨道呈纺锤形，p能级原子轨道数为3，与电子层数无关，故C错误；D．电子云表示电子出现的几率，即表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少，故D错误；选A。9．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确的是A．原子的核外电子处于能量最低的状态称为基态B．在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子C．原子核外电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会辐射或吸收能量D．电子云图中点密集的地方表示电子在此处单位体积内出现的数量多【答案】D【解析】A．基态是电子按构造原理的顺序进入原子核外的轨道，此时整个原子的能量最低，基态原子是处于最低能量状态的原子，A正确；B．1个原子中有几个电子就有几种运动状态，在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子，B正确；C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，不同的轨道能量不同，且能量