12多電子原子核外電子的排布（分層作業(yè)）

高二化學(xué)（滬科版2020選擇性必修2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.2多電子原子核外電子的排布分層作業(yè)基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列軌道表示式能表示基態(tài)氮原子最外層結(jié)構(gòu)的是A． B．C． D．【答案】C【解析】根據(jù)洪特規(guī)則，知能量相同的軌道中電子優(yōu)先單獨占據(jù)1個軌道，且自旋方向相同，原子的能量最低，基態(tài)氮原子最外層結(jié)構(gòu)是：，故選C。2．下列狀態(tài)的Li原子中，能量最低的是A． B．C． D．【答案】D【解析】基態(tài)Li的核外電子排布為1s22s1，能量最低，即D為基態(tài)；A、B、C所示的鋰原子電子均由基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，需要吸收能量，均高于D，故選D。3．下列幾種表示電子排布的方法中正確的是A．32Ge基態(tài)原子核外電子排布式：4s24p2B．28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1C．O原子的電子排布圖：D．29Cu+的價層電子排布式：3d94s1【答案】C【解析】A．32Ge基態(tài)原子核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，故A錯誤；B．28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d84s2，故B錯誤；C．O原子的電子排布圖：，故C正確；D．29Cu+的價層電子排布式：3d10，故D錯誤；故答案選C。4．硅原子的電子排布式由1s22s22p63s23p2轉(zhuǎn)變?yōu)?s22s22p63s13p3，下列有關(guān)該過程的說法正確的是()A．硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量B．硅原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為基態(tài)，這一過程釋放能量C．硅原子處于激發(fā)態(tài)時的能量低于基態(tài)時的能量D．轉(zhuǎn)化后硅原子與基態(tài)磷原子的電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相同【答案】A【解析】硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量，則其處于激發(fā)態(tài)時的能量高于基態(tài)時的能量，故A項正確，B、C項錯誤；轉(zhuǎn)化后硅原子與基態(tài)磷原子的電子層結(jié)構(gòu)不相同，因為基態(tài)磷原子的最外層電子排布式3s23p3，化學(xué)性質(zhì)也不相同，D項錯誤。5．下列原子或離子核外電子排布不屬于基態(tài)排布的是()A．N：1s22s22p3 B．S2－：1s22s22p63s23p6C．Na：1s22s22p53s2 D．Si：1s22s22p63s23p2【答案】C【解析】基態(tài)原子的核外電子排布必須遵循能量最低和構(gòu)造原理，基態(tài)鈉原子的電子排布式應(yīng)是1s22s22p63s1。6．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是A．霓虹燈發(fā)光與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)B．氖原子與鈉離子兩粒子的2p能級上的電子離核的距離相同C．M能層中有3s、3p、3d、3f四個能級，共16個軌道D．基態(tài)鎂原子核外電子的軌道表示式為【答案】A【解析】A．電子獲得能量，躍遷至外層能量更高的原子軌道，不穩(wěn)定，會重新躍遷回原有原子軌道，以光能形式釋放多余能量，霓虹燈發(fā)光原理即為此原理，A正確；B．鈉離子核電荷數(shù)更多，對電子吸引能力更強，所以鈉離子2p能級上的電子離核更近，B錯誤；C．M能層只有3s、3p、3d能級，共9個軌道，C錯誤；D．基態(tài)鎂原子核外電子的軌道表示式為，3s能級電子排布不符和泡利原理，D錯誤；綜上，本題選A。7．某同學(xué)將A原子的核外電子排布式寫成，他違背了A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．能量守恒原理 D．洪特規(guī)則【答案】A【解析】根據(jù)分析可知，A原子的核外電子排布式寫成，違背了能量最低原理，正確的排布式是；答案選A。8．下列有關(guān)原子核外電子排布的說法，正確的是A．電子排布為[Ar]3d44s2的中性原子是基態(tài)原子B．1s22s12p2p2p違背了洪特規(guī)則，是激發(fā)態(tài)原子的電子排布C．不符合泡利原理，是不存在的排布D．若某核素核外共有15個不同運動狀態(tài)的電子，則其基態(tài)原子中能量最高的電子的電子云的形狀為花瓣形【答案】C【解析】該元素原子序數(shù)為24，當(dāng)3d軌道半充滿穩(wěn)定，所以電子排布式應(yīng)該為[Ar]3d54s1，A錯誤；B．1s22s12p2p2p符合能量最低原理，是基態(tài)原子的電子排布，B錯誤；C．2s電子應(yīng)該應(yīng)該自旋相反，不符合泡利原理，是不存在的排布，C正確；D．某核素核外共有15個不同運動狀態(tài)的電子，則該原子為P，電子排布式為1s22s22p63s23p3，電子云的形狀為啞鈴形，D錯誤；故答案選C。9.下列電子排布式或軌道表示式正確的是()A.C的軌道表示式:B.Ca的電子排布式:1s22s22p63s23p63d2C.O的軌道表示式:D.Br的電子排布式:[Ar]3d104s24p5【答案】D【解析】A項中C的軌道表示式違背洪特規(guī)則;B項中Ca的電子排布式違背構(gòu)造原理、能量最低原理;C項中O的軌道表示式違背泡利原理。10．下列離子中外層d軌道達半充滿狀態(tài)的是A． B． C． D．【答案】A【分析】d能級上有5個軌道，最多容納10個電子，半充滿狀態(tài)時，d能級上有5個電子；【解析】A．Fe3+的電子排布式為[Ar]3d5，符合半滿，選項A符合題意；B．K+的電子排布式為1s22s22p63s23p6，d軌道全空，選項在B不符合題意；C．Cu+的電子排布式為[Ar]3d10，全滿，選項C不符合題意；D．的電子排布式為[Ar]4s24p6，d軌道全空，選項D不符合題意；答案選A。11．4p軌道填充一半的元素，其原子序數(shù)是()A．15B．33C．35D．51【答案】B【解析】4p軌道填充一半的元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子序數(shù)為33。12.下列原子的核外電子排布式違反了泡利原理的是()A.基態(tài)硅原子的核外電子排布式:1s22s22p63s13p3B.基態(tài)鈧原子的核外電子排布式:1s22s22p63s23p64s3C.基態(tài)碳原子的核外電子排布式:1s22s22p2D.基態(tài)鉻原子的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d44s2【答案】B【解析】根據(jù)泡利原理,B項中4s軌道中不應(yīng)該有3個電子,符合題意。13．（2022·吉林遼源·高二期末）下列有關(guān)氮原子的軌道表示式中違反洪特規(guī)則的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A．中，電子先排布在能量最低的軌道，然后依次進入能量較高的軌道，并且遵循洪特規(guī)則，A不符合題意；B．中，電子雖然占據(jù)2p能級中的3個軌道，但自旋方向不完全相同，違反了洪特規(guī)則，B符合題意；C．中，電子沒有排滿1s、2s軌道，就進入2p軌道，違反了能量最低原理，但沒有違反洪特規(guī)則，C不符合題意；D．中，電子沒有排滿2s軌道，就進入2p軌道，只違反能量最低原理，D不符合題意；故選B。14．下列關(guān)于價電子排布為3s23p4的原子描述正確的是A．它的元素符號為OB．它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4C．可以與H2化合生成液態(tài)化合物D．其軌道表示式為【答案】B【分析】價電子排布為3s23p4的原子，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，其核電荷數(shù)為16，為S元素，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．O為8號元素，氧原子的價電子排布為2s22p4，故A錯誤；B．S是16號元素，原子核外有16個電子，根據(jù)構(gòu)造原理，S的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，故B正確；C．一定條件下，S與H2化合生成H2S，常溫下為氣體，故C錯誤；D．S原子核外電子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則，其軌道表示式為，故D錯誤；答案選B。15．在核電荷數(shù)為25的Mn的價層電子排布中，處于基態(tài)的是A． B．C． D．【答案】D【解析】根據(jù)能量最低原理，基態(tài)原子的電子盡先排布在能量低的軌道，基態(tài)Mn原子的價電子排布式為3d54s2，根據(jù)洪特規(guī)則，電子在能量相同的軌道上排布時，盡可能分占不同軌道，并且自旋方向相同，所以基態(tài)Mn原子的價電子排布圖為，故選D。16．下列基態(tài)原子的電子排布式或電子排布圖，正確的是A．12Mg原子： B．8O原子：C．24Cr原子：[Ar]3d44s2 D．26Fe2+離子：[Ar]3d6【答案】D【解析】A．12Mg原子核外電子排布圖為：，違反了泡利不相容原理，故A錯誤；B．8O原子核外電子排布圖為：，違反了洪特規(guī)則，故B錯誤；C．鉻是24號元素，其原子核外有24個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知其基態(tài)核外電子排布式為：[Ar]3d54s1或者1s22s22p63s23p63d54s1，故C錯誤；D．鐵原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，所以亞鐵離子的核外電子排布式為[Ar]3d6，故D正確；答案選D。17．根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則，回答下列問題：(1)基態(tài)N原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是____________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____________。(2)寫出基態(tài)24Cr原子的價電子排布式：____________；(3)寫出基態(tài)N的原子核外電子排布圖：____________；(4)若將基態(tài)14Si的電子排布式寫成1s22s22p63s33p1，則它違背了____________；(5)Fe3+比Fe2+的穩(wěn)定性更___________(填“強”或“弱”)，從結(jié)構(gòu)上分析原因是____________；(6)元素被科學(xué)家稱之為人體微量元素中的“防癌之王”，其原子的價層電子排布式為4s24p4，該元素的名稱是___________。【答案】(1)

2p

啞鈴##紡錘(2)3d54s1(3)(4)泡利不相容原理(5)

強

Fe2+的價電子排布式為3d6，F(xiàn)e3+的價電子排布式為3d5、Fe3+的3d軌道是半充滿、處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(6)硒【解析】（1）基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，電子占據(jù)最高能級的符號是2p，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形或紡錘形。（2）基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1、價電子排布式：3d54s1；（3）基態(tài)N的原子的核外電子排布式為：1s22s22p3，原子核外電子排布圖：；（4）同一個原子軌道中最多含有2個自旋相反的電子，若將基態(tài)14Si的電子排布式寫成1s22s22p63s33p1，則它違背了泡利不相容原理；（5）Fe3+比Fe2+的穩(wěn)定性更強，從結(jié)構(gòu)上分析原因是：Fe2+的價電子排布式為3d6，F(xiàn)e3+的價電子排布式為3d5、Fe3+的3d軌道是半充滿、處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（6）原子的價層電子排布式為4s24p4，則核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p4、則該元素的原子序數(shù)為34、名稱是硒。18．(1)某元素的原子序數(shù)為33，則①此元素原子的電子總數(shù)是________；②有________個電子層，________個能級；③它的電子排布式為__________________。(2)寫出S、Ca2＋、Cl－的電子排布式。①S：__________________；②Ca2＋：________________；③Cl－：____________________。(3)某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2。①該元素原子中共有________個電子；②該元素原子核外有________個能層；③該元素原子M能層共有________個電子?！窘馕觥亢穗姾蓴?shù)＝原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，故此原子的核外電子數(shù)為33個；依據(jù)構(gòu)造原理，能量由低到高的順序為E(4s)<E(3d)<E(4p)，則此元素的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。(3)從電子排布式看，各能級的電子數(shù)之和為25，該原子最高能級為4s能級，故有4個能層，M層電子排布為3s23p63d5，故該能層電子數(shù)為13。【答案】(1)①33②48③1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p6③1s22s22p63s23p6(3)①25②4③1319．回答下列問題：(1)按要求書寫：①基態(tài)Cu原子的電子排布式：_______。②基態(tài)Fe3+的簡化電子排布式：_______。③基態(tài)P原子的軌道表示式：_______。(2)某元素A的基態(tài)原子L層中p電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍。①A是_______(填寫元素符號)，該基態(tài)原子中填充電子的原子軌道有_______個，其形狀為_______、_______兩種。②A元素在周期表中位于_______區(qū)，位置為_______。(3)下列對核外電子運動狀態(tài)的相關(guān)描述正確的是_______。A．在一個原子軌道里最多只能容納2個電子，這符合洪特規(guī)則B．基態(tài)原子中3d軌道上有8電子的原子：，這違反了泡利原理C．在同一能級上運動的電子，其運動狀態(tài)不相同D．核外電子數(shù)為奇數(shù)的基態(tài)原子，其原子軌道中一定含有“未成對電子”【答案】(1)

1s22s22p63s23p63d104s1

[Ar]3d5

(2)

O

5

球形

啞鈴形

p

第二周期第ⅥA(3)CD【解析】（1）①Cu為29號元素，原子核外有29個電子，基態(tài)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1；②基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，失去最外層3個電子后形成Fe3+，所以Fe3+的簡化電子排布式為[Ar]3d5；③基態(tài)P原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，軌道表達式為；（2）①A的基態(tài)原子L層中p電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，所以A的核外電子排布式為1s22s22p4，即為O元素，填充電子的原子軌道有5個，s軌道為球形，p軌道為啞鈴型；②O元素為6號元素，位于第二周期第ⅥA；（3）A．在一個原子軌道里最多只能容納2個電子，符合的是泡利不相容原理，而不是洪特規(guī)則，A錯誤；B．選項所示軌道表達式中，電子沒有優(yōu)先占滿空軌道，違反了洪特規(guī)則，B錯誤；C．同一能級上有不同的軌道，且即便相同的軌道中，兩個電子的自轉(zhuǎn)方向也相反，C正確；D．每個軌道中最多容納2個自旋方向不同的電子，核外電子數(shù)為奇數(shù)的基態(tài)原子，其一定存在至少一個軌道中只有一個電子，即“未成對電子”，D正確；綜上所述答案為CD。探究培優(yōu)練20．鎳在人類物質(zhì)文明發(fā)展過程中起著重要作用，在現(xiàn)代合成工業(yè)中常用作催化劑。下列關(guān)于基態(tài)鎳原子的價層電子描述錯誤的是A．價層電子數(shù)為10 B．未成對電子的自旋方向均相同C．能量相同的電子有10個 D．未成對電子數(shù)為2【答案】C【解析】A．基態(tài)鎳原子的價層電子排布式為：3d84s2，價層電子數(shù)為10，A正確；B．根據(jù)洪特規(guī)則可知，未成對電子的自旋方向均相同，B正確；C．同一個能級上的電子能量相同，由基態(tài)鎳原子的價層電子排布式3d84s2，可知能量相同的電子3d能級上有8個，C錯誤；D．由基態(tài)鎳原子的價層電子排布式3d84s2，可知3d能級上有2個未成對電子，D正確；故選C。21．（2022·上海交大附中高二階段練習(xí)）下列對電子排布式或電子排布圖書寫的評價正確的是選項化學(xué)用語評價AO原子：錯誤；違反泡利不相容原理BN原子：錯誤；違反洪特規(guī)則C原子：錯誤；違反能量最低原理D正確【答案】C【解析】A．電子應(yīng)先充滿同能級的軌道，違反了洪特規(guī)則，不符合題意，A錯誤；B．相同軌道中的兩個電子運動方向相反，違反了泡利不相容原理，不符合題意，B錯誤；C．Ca原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s2，違反能量最低原理，符合題意，C正確；D．Fe3+的電子排布式，錯誤，評價錯誤，D錯誤；答案為C。22．下列說法錯誤的是A．ns電子的能量可能低于(n1)p電子的能量B．6C的電子排布式為，違背了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3，違背了能量最低原理D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10，違背了泡利原理【答案】A【解析】A．電子能量與能層和能級都有關(guān)，ns電子的能量一定高于（n1）p電子的能量，故A錯誤；B．p能級有3個軌道，2p能級有2個電子，電子應(yīng)優(yōu)先占據(jù)1軌道，且自旋方向相同，2px填充2個電子，違反了洪特規(guī)則，故B正確；C．3d能級的能量高于4s能級，沒有填充4s能級，就填充3d能級，違背能量最低原理，故C正確；D．p能級有3個軌道，每個軌道最多容納2個電子，且自旋方向相反，3p能級最多填充6個電子，而填充10個電子違反了泡利原理，故D正確；故選A。23.某元素基態(tài)原子4s軌道上有1個電子，則該基態(tài)原子價電子排布式不可能是（）A.3p64s1B.4s1C3d54s1D.3d104s1【答案】A[解析]主族元素基態(tài)原子的價電子是最外層的ns或ns和np能級上的電子，而副族和第Ⅷ族元素原子可能涉及(n1)d能級。根據(jù)構(gòu)造原理及3d軌道處于半滿或全滿較穩(wěn)定，基態(tài)原子4s軌道上有1個電子，則基態(tài)原子核外電排布式可能為[Ar]4s1、[Ar]3d44s1或[Ar]3d104s1。24．下表