高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 第1課時(shí)學(xué)案 魯科版選修3

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1、 第1課時(shí) 基態(tài)原子的核外電子排布 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.了解基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律,會(huì)書寫1~36號(hào)元素原子的核外電子排布式和軌道表示式。3.學(xué)會(huì)利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。 一、基態(tài)原子的核外電子排布原則 1.能量最低原則 (1)能量最低原理 基態(tài)原子的核外電子在各個(gè)原子軌道上的排布方式應(yīng)使整個(gè)原子體系的能量最低。 (2)基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排列順序: 隨著原子核電荷數(shù)的遞增,絕大多數(shù)元素的原子核外電子排布遵循如圖所示順序。 電子所排的能級(jí)順序:1s、2s、2p、3s、3p、4s

2、、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……,這是從實(shí)驗(yàn)得到的規(guī)律,適用于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。 2.泡利不相容原理 泡利不相容原理的內(nèi)容:一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子,而且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反(用“↓”“↑”表示)。例如,基態(tài)氦原子的軌道表示式為。 根據(jù)泡利不相容原理,可以獲得以下幾個(gè)重要結(jié)論: (1)每一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子只能有一個(gè)。 (2)由于每一個(gè)原子軌道包括兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以每一個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。 (3)因?yàn)閟,p,d,f能級(jí)的原子軌道數(shù)分別為1,3,5,7個(gè),所以s,p,d,f各原子軌道分別最多能容納2

3、,6,10,14個(gè)電子。 (4)每個(gè)電子層中原子軌道的總數(shù)為n2個(gè),因此,每個(gè)電子層最多能容納2n2個(gè)電子。 3.洪特規(guī)則 (1)對(duì)于基態(tài)原子,電子在能量相同的軌道上排布時(shí),應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同。這就是洪特規(guī)則。如碳原子的軌道表示式不是,而是。 (2)能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí),體系的能量較低,原子較穩(wěn)定。這稱為洪特規(guī)則特例。如下列基態(tài)原子的電子排布式的書寫:         錯(cuò)誤       正確 鉻原子 1s22s22p63s23p63d44s2 1s22s22p63s23p63d54s1

4、 銅原子 1s22s22p63s23p63d94s2 1s22s22p63s23p63d104s1 原子核外電子排布要遵循三個(gè)原則 (1)能量最低原則:電子在原子軌道上的排布要盡可能地使原子的能量最低。 (2)泡利不相容原理:每個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反(同一原子中不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子)。 (3)洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在相同能量的不同軌道時(shí),總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋方向相同。 提醒 基態(tài)原子核外電子排布必須同時(shí)遵循核外電子排布三原則。 例1 “各能級(jí)最多容納的電子數(shù)是該能級(jí)原子軌道數(shù)的兩倍”,支撐這一結(jié)論的理論是(  )

5、A.構(gòu)造原理 B.泡利不相容原理 C.洪特規(guī)則 D.能量最低原理 答案 B 解析 根據(jù)泡利不相容原理,每個(gè)原子軌道中最多能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子,所以每個(gè)能級(jí)最多能容納的電子數(shù)是該能級(jí)原子軌道數(shù)的2倍,選項(xiàng)B符合題意。 例2 若以E(nl)表示某能級(jí)的能量,以下各式中正確的是(  ) A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C.E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d) 答案 B 解析 根據(jù)構(gòu)造原理,各能級(jí)能量的大小順序由低到高為1s、2s、2

6、p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……,A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序?yàn)镋(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);對(duì)于不同能層的相同能級(jí),能層序數(shù)越大,能量越高,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。 例3 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(jù)是(  ) A.能量最低原則 B.泡利不相容原理 C.原子軌道能級(jí)圖 D.洪特規(guī)則 答案 D 解析 洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋方向相同。 易錯(cuò)警示 書寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí),要兼顧三條原則,不能顧此失彼,防止出現(xiàn)以下錯(cuò)誤: ①違反泡利不相容原理:; ②違反洪特規(guī)則:或;

7、 ③違反能量最低原則:。 二、原子核外電子排布的表示方法 1.電子排布式 (1)價(jià)電子 ①定義:與元素的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)的外層軌道上的電子,稱為價(jià)電子。 ②規(guī)律:主族元素價(jià)電子數(shù)等于主族族序數(shù)。 (2)按要求填表: 電子排布式 價(jià)電子排布式 S 1s22s22p63s23p4 3s23p4 Ca 1s22s22p63s23p64s2 4s2 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 3d64s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 3d104s1 Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 4s24p2

8、 2.軌道表示式 (1)用一個(gè)小圓圈(或方框)表示一個(gè)原子軌道,在圓圈(或方框)內(nèi)用箭頭“↑”或“↓”標(biāo)明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。 以鋁原子為例,軌道表示式中各符號(hào)、數(shù)字的意義為 (2)寫出下列原子的軌道表示式: ①O:; ②Na:。 (3)在軌道表示式中也可以用方框表示一個(gè)原子軌道,如Na:。 3.原子結(jié)構(gòu)示意圖 (1)原子結(jié)構(gòu)簡(示意)圖:圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù),弧線表示電子層,弧線內(nèi)數(shù)字表示該電子層中的電子數(shù)。 (2)寫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖: ①K:;②Fe:; ③Mg2+:;④Cl-:。 (1)主族元素原子的最外層電子稱為價(jià)電子。

9、過渡元素原子的價(jià)電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子,有的還包括倒數(shù)第三層的f電子。 (2)電子排布式書寫注意問題 ①雖然電子排布是遵循能量最低原則的,但書寫電子排布式時(shí)應(yīng)按照電子層的順序書寫。如鐵原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,而不寫作1s22s22p63s23p64s23d6。 ②簡化電子排布式 為避免電子排布式書寫繁瑣,可把內(nèi)層電子排布達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加“[ ]”表示。如S:[Ne]3s23p4,Ca:[Ar]4s2,F(xiàn)e:[Ar]3d64s2,Ge:[Ar]3d104s24p2。 ③離子的電子排布式 原子轉(zhuǎn)

10、化為離子有兩種情況:一是由原子失去電子轉(zhuǎn)化為陽離子,失電子的順序與電子填入的順序有所不同,失電子時(shí),首先失去的是最外電子層上的電子,同層則按能級(jí)由高到低失電子;二是由原子得到電子轉(zhuǎn)化為陰離子,得到的電子填入原子軌道的順序與基態(tài)原子電子的排布順序相同。 ④特殊原子的電子排布式 有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí),體系的能量較低,原子較穩(wěn)定。 提醒 元素原子的價(jià)電子排布式不一定是最外層的電子排布式,主族元素的價(jià)電子排布式是最外層電子排布式,過渡元素的最外層是價(jià)電子,但

11、有的內(nèi)層電子也是價(jià)電子,如Fe原子價(jià)電子排布式為3d64s2。 例4 下列有關(guān)核外電子排布式或軌道表示式不正確的是(  ) A.24Cr的電子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1 B.K的簡化電子排布式:[Ar]4s1 C.N原子的軌道表示式: D.S原子的軌道表示式: 答案 D 解析 S原子的軌道表示式違反了洪特規(guī)則,正確的應(yīng)是。 例5 按要求寫出電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖或軌道表示式。 (1)基態(tài)Cu+的電子排布式:______________________________________________________。 (2)基態(tài)P原子的價(jià)電子排

12、布式:___________________________________________________。 (3)17Cl的軌道表示式:________________________________________________________。 (4)第4周期中最外層僅有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的電子排布式:____________________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)  (2)3s23p3  (3) (4)[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1 解析 (1)基態(tài)Cu原子的電子排布式為1s22s2

13、2p63s23p63d104s1,失去1個(gè)電子所得Cu+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)P原子最外層為第三層,且有5個(gè)電子,所以其價(jià)電子排布式為3s23p3。 (3)Cl的電子排布式為1s22s22p63s23p5,軌道表示式為。 (4)第4周期最外層只有1個(gè)電子的最外層電子排布式為4s1,此時(shí)3s、3p應(yīng)已填滿,3d軌道可能全空、半充滿或全充滿,即其電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。 易錯(cuò)警示 (1)電子排布式的書寫順序與核外電子進(jìn)入軌道的順序不同。電子排布式的書寫順序按電子層由里到外和s、p、d的順

14、序,而核外電子進(jìn)入軌道的順序按照基態(tài)原子在原子軌道上的排布順序。 (2)基態(tài)原子失電子時(shí),由外層向里層,同層則按能級(jí)由高到低順序失電子。如Cr([Ar]3d54s1)→Cr3+([Ar]3d3) 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. B. C.1s2 D. 答案 D 解析 A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù);B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布情況;C項(xiàng)具體到各能層的電子數(shù);而D項(xiàng)包含了能層數(shù)、能級(jí)數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋方向,故該項(xiàng)正確。 2.以下電子排布式表示基態(tài)原子電子排布的是(  ) A.1s22s22p63s13p3 B.1s2

15、2s22p63s23p63d104s14p1 C.1s22s22p63s23p63d24s1 D.1s22s22p63s23p63d104s24p1 答案 D 解析 基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p2,A錯(cuò)誤;基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d104s2,B錯(cuò)誤;基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d14s2,C錯(cuò)誤; 1s22s22p63s23p63d104s24p1符合原子核外電子排布規(guī)律,D正確。 3.下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是(  ) A.碳原子的軌道表示式: B.磷原子價(jià)電子軌道表示式: C.鉻原子

16、的價(jià)電子排布式:3d44s2 D.Fe2+的電子排布式:1s22s22p63s23p63d44s2 答案 A 解析 A項(xiàng)表示C原子的軌道表示式,正確;B項(xiàng)不符合洪特規(guī)則;C項(xiàng)不符合洪特規(guī)則特例,應(yīng)為3d54s1;D項(xiàng)Fe2+應(yīng)為Fe原子失去4s上的兩個(gè)電子,而不是失去3d上的兩個(gè)電子,應(yīng)為1s22s22p63s23p63d6。 4.已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn-1npn+2,則X元素的原子序數(shù)為(  ) A.9 B.10 C.17 D.18 答案 C 解析 n-1=2,則n=3,即最外層電子排布式為3s23p5,為氯元素。 5.下列軌道表示式所表示的元素原子中

17、,能量處于最低狀態(tài)的是(  ) 答案 C 解析 要使各原子能量處于最低狀態(tài)(即基態(tài)),核外電子必須遵循三大原則進(jìn)行排布。A項(xiàng)中2s軌道沒有排滿電子就排在了2p軌道上,顯然能量不是最低的;B項(xiàng)中2p軌道上的電子排布不符合洪特規(guī)則,三個(gè)電子各占一個(gè)p軌道且自旋狀態(tài)相同時(shí),能量最低;C項(xiàng)中2p3為半充滿狀態(tài),能量最低;D項(xiàng)中2p軌道未排滿就排3s軌道,能量不是最低的。故正確答案為C。 6.(1)下列原子或離子的電子排布正確的是________(填序號(hào),下同),違反能量最低原則的是________,違反洪特規(guī)則的是________,違反泡利不相容原理的是________。 ①Ca2+:1s

18、22s22p63s23p6 ②F-:1s22s23p6 ③P: ④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg2+:1s22s22p6 ⑦C: (2)①氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為__________________________。 ②Co基態(tài)原子核外電子排布式為____________________________________。 ③Fe3+基態(tài)核外電子排布式為__________________。 答案 (1)①⑤⑥?、冖堋、邸、? (2)① ②[Ar]3d74s2(或1s22s22p

19、63s23p63d74s2) ③[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) 解析 (1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律,②中錯(cuò)誤在于電子排完2s軌道后應(yīng)排2p軌道而不是3p軌道,正確的應(yīng)為1s22s22p6;③中沒有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同的軌道上排布時(shí),應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同,最外層的軌道表達(dá)式應(yīng)為;④中忽略了能量相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時(shí),體系的能量較低,原子較穩(wěn)定,正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1;⑦中違反泡利不相容原理,正確的應(yīng)為。(2)①氮是7號(hào)元素,其價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為。②Co的原子序數(shù)為27,其基態(tài)原子核外電子的排布式為[A

20、r]3d74s2。③Fe3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1 基態(tài)原子核外電子排布原則 1.下列排布不符合泡利不相容原理的是(  ) A. B. C. D. 答案 C 解析 由于泡利不相容原理指的是一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子,并且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反,所以只有C項(xiàng)不滿足此原理。 2.若將P原子的電子排布式寫成1s22s22p63s23p3p,它違背了(  ) A.能量守恒原理 B.泡利不相容原理 C.能量最低原則 D.洪特規(guī)則 答案 D 解析 對(duì)于基態(tài)原子,電子在能量相同的軌

21、道上排布時(shí),將盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同。若將P原子的電子排布式寫成1s22s22p63s23p3p,它違背了洪特規(guī)則。 3.(2018扶余市第一中學(xué)期末)下列電子排布式中,原子處于激發(fā)狀態(tài)的是(  ) A.1s22s22p5 B.1s22s22p43s2 C.1s22s22p63s23p63d54s2 D.1s22s22p63s23p63d34s2 答案 B 解析 B選項(xiàng)中原子的核外電子沒有填充滿2p能級(jí),而電子填充到了能量更高的3s能級(jí),與基態(tài)原子核外電子填充的能級(jí)順序不符,原子能量較高,處于激發(fā)態(tài),A、C、D三選項(xiàng)中原子的核外電子排布符合基態(tài)原子核外電子填充的能級(jí)

22、順序和能量最低原則,泡利不相容原理及洪特規(guī)則,原子處于基態(tài),故原子處于激發(fā)狀態(tài)的是答案B。 4.某元素原子3d軌道上有5個(gè)電子,則該原子最外層電子排布可能是(  ) A.4s1 B.4s24p1 C.4s24p3 D.3s23p63d5 答案 A 解析 最外層電子排布為4s24p1的元素為Ga,3d軌道上有10個(gè)電子,B錯(cuò)誤;最外層電子排布為4s24p3的元素為As,3d軌道上有10個(gè)電子,C錯(cuò)誤;4s能級(jí)能量小于3d,某元素原子3d軌道上有5個(gè)電子,則4s能級(jí)上肯定有電子,D錯(cuò)誤。 5.(2018晉江市季延中學(xué)期中)某元素質(zhì)量數(shù)為51,中子數(shù)為28,其原子未成對(duì)電子數(shù)為(

23、  ) A.0 B.1 C.2 D.3 答案 D 解析 元素質(zhì)量數(shù)為51,中子數(shù)為28,由于質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),則質(zhì)子數(shù)=51—28=23。質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),即核外電子數(shù)也是23,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,其排布式是1s22s22p63s23p63d34s2,因此其基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)為3個(gè),D項(xiàng)正確。 題組2 原子核外電子排布的表示方法 6.(2018深州中學(xué)期中)下列關(guān)于鈉元素的幾種表達(dá)式錯(cuò)誤的是(  ) A.Na+的軌道表示式: B.Na+的結(jié)構(gòu)示意圖: C.Na的電子排布式:1s22s22p63s1 D.Na的簡化電子排布式:[Na]3s1 答案 D

24、 解析 Na的簡化電子排布式為[Ne]3s1。即上一周期的稀有氣體(元素符號(hào))+該原子的價(jià)電子排布。 7.主族元素原子失去最外層電子形成陽離子,主族元素的原子得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是(  ) A.Ca2+:1s22s22p63s23p6 B.O2-:1s22s22p4 C.Cl-:[Ne]3s23p6 D.Ar:1s22s22p63s23p6 答案 B 解析 本題主要考查根據(jù)構(gòu)造原理來書寫電子排布式,已知氧原子的電子排布式為1s22s22p4,故O2-的電子排布式應(yīng)為1s22s22p6,B項(xiàng)錯(cuò)誤,A、C、D三項(xiàng)均正確。 8.下列離子中

25、外層d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)的是(  ) A.Cr3+ B.Cu+ C.Co3+ D.Fe3+ 答案 D 解析 Cr3+的價(jià)電子排布式為3d3,d軌道不是半充滿狀態(tài),故A錯(cuò)誤;Cu+的價(jià)電子排布式為3d10,d軌道處于全充滿狀態(tài),故B錯(cuò)誤;Co3+的價(jià)電子排布式為3d6,d軌道不是半充滿狀態(tài),故C錯(cuò)誤;Fe3+的價(jià)電子排布式為3d5,d軌道達(dá)半充滿狀態(tài),故D正確。 題組3 根據(jù)電子排布式推斷元素 9.4p軌道填充一半的元素,其原子序數(shù)是(  ) A.15 B.33 C.35 D.51 答案 B 解析 4p軌道填充一半的元素,其電子排布式為1s22s22p63s23p6

26、3d104s24p3,原子序數(shù)為33。 10.某元素的3p軌道上有兩個(gè)未成對(duì)電子,因此其(  ) A.第三電子層上有4個(gè)電子 B.最高正價(jià)為+2 C.最高正價(jià)為+4 D.第二電子層沒有未成對(duì)電子 答案 D 解析 由于3p軌道上有兩個(gè)未成對(duì)電子,所以該原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或者1s22s22p63s23p4。 11.若某元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),價(jià)電子排布式為4d15s2,則下列說法正確的是(  ) A.該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),原子中共有3個(gè)未成對(duì)電子 B.該元素原子核外共有5個(gè)電子層 C.該元素原子的N層共有8個(gè)電子 D.該元素原子

27、最外層有3個(gè)電子 答案 B 解析 該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),原子中只有4d1中的一個(gè)未成對(duì)電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由核外電子排布式可知該元素原子有5個(gè)電子層,N層共有9個(gè)電子,最外層有2個(gè)電子,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。 12.某主族元素的原子,M層上有一個(gè)半充滿的能級(jí),這種原子的質(zhì)子數(shù)(  ) A.只能是7 B.只能是15 C.是11或15 D.是11或13 答案 C 13.下列各組表述中,兩個(gè)微粒一定不屬于同種元素原子的是(  ) A.3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為

28、1s22s22p63s23p2的原子 B.M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子 C.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子和價(jià)電子排布為4s24p5的原子 D.2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和價(jià)電子排布為2s22p5的原子 答案 B 解析 3p能級(jí)有一個(gè)空軌道,說明3p上填2個(gè)電子,價(jià)電子排布為3s23p2,兩微粒相同,A選項(xiàng)不符合題意;M層全充滿而N層為4s2,M層上有d軌道,即:3s23p63d10,是鋅元素,價(jià)電子排布為3d64s2的元素是鐵元素,B選項(xiàng)符合題意;價(jià)電子排布為4s24p5,則3d上已排滿10個(gè)電子,核外電

29、子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子,可按下述方法討論:若最外層電子數(shù)為1,核外電子總數(shù)為5不可能,最外層電子數(shù)為2,核外電子總數(shù)為10不可能,只有最外層電子數(shù)為7,核外電子總數(shù)為35時(shí)合理,其電子排布也是1s22s22p63s23p63d104s24p5,二者是同種元素的原子,C選項(xiàng)不符合題意;2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子,可以是2p1,也可以是2p5,因此二者不一定屬于同種元素的原子,D項(xiàng)不符合題意。 [綜合強(qiáng)化] 14.根據(jù)核外電子的排布特點(diǎn)推斷元素 (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_

30、_______;其價(jià)層電子的軌道表示式為________________________。 (2)B元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿,B的元素符號(hào)為________,其基態(tài)原子的電子排布式為________________________,其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (3)C元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子,C的元素符號(hào)為________,其基態(tài)原子的電子排布式為___________________________________________。 (4)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+2,則n=________;原子中能量最高的

31、是________電子,核外電子軌道表示式為________。 答案 (1)N  (2)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2  (3)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 (4) 2  2p  解析 (1)A元素基態(tài)原子的軌道表示式由題意可寫成:,則該元素核外有7個(gè)電子,為氮元素,其元素符號(hào)為N。(2)B元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成+3價(jià)離子,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素鐵。(3)C元素的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,故E為Cu。(4)D最外層電子排布式為2s2

32、2p4。 15.下表列出了核電荷數(shù)為21~25的元素的最高正價(jià),回答下列問題: 元素名稱 鈧 鈦 釩 鉻 錳 元素符號(hào) Sc Ti V Cr Mn 核電荷數(shù) 21 22 23 24 25 最高正價(jià) +3 +4 +5 +6 +7 (1)寫出下列元素基態(tài)原子的核外電子排布式: Sc:________________________________________________________________________。 Ti:_____________________________________________________

33、___________________。 V:________________________________________________________________________。 Mn:________________________________________________________________________。 (2)已知基態(tài)鉻原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,其并未嚴(yán)格按照基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序進(jìn)行排布,為什么核外電子這樣排布呢?_______________ _____________________

34、___________________________________________________。 (3)對(duì)比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正價(jià),你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是__________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2) 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) 1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2) 1s22s22p6

35、3s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2) (2)由洪特規(guī)則的特例,可知能量相同的原子軌道半充滿狀態(tài)一般比較穩(wěn)定 (3)五種元素的最高正價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外電子層s電子和次外電子層d電子數(shù)目之和 解析 (1)根據(jù)原子序數(shù)和基態(tài)原子核外電子排布原則可以寫出4種元素原子的核外電子排布式。 (2)由洪特規(guī)則的特例,可知能量相同的原子軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)一般比較穩(wěn)定。 (3)由最高正價(jià)數(shù)值與對(duì)應(yīng)的核外電子排布式,可以得出最高正價(jià)數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最外電子層s電子和次外電子層d電子數(shù)目之和。 16.有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素,它們的原子序數(shù)依

36、次增大,其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道;B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1;C元素原子的最外層電子排布可表示為asaap2a;D為金屬元素且M層上有一個(gè)未成對(duì)的p電子;E元素的原子核外最外層p軌道半充滿;F元素原子的價(jià)電子排布式為3s23p5。 (1)寫出下列元素的元素符號(hào):A________、C________、F________。 (2)寫出基態(tài)D原子的電子排布式:__________________________________________。 寫出基態(tài)E原子的核外電子軌道表示式:__________________。 (3)D元素原子核外電子云有________種

37、不同的伸展方向,共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,________種不同能級(jí)的電子。 (4)B元素單質(zhì)和氫化物的電子式:單質(zhì)________,氫化物________。 答案 (1)H O Cl (2)1s22s22p63s23p1  (3)4 13 5 (4)   解析 A原子只有一個(gè)原子軌道,可能是H或He,又因A是主族元素,則A為氫;B元素原子的核外電子排布為1s22s22p3,為氮;C的價(jià)電子排布為2s22p4,為氧;D元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p1,為鋁;E元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p3,為磷;F為氯。(3)s軌道只有1種

38、伸展方向、p軌道有3種伸展方向,Al核外電子排布為1s22s22p63s23p1,涉及3個(gè)s軌道、2個(gè)p軌道,因此其核外電子云(軌道)的伸展方向有4種;核外13個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同,故核外有13種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,有1s、2s、2p、3s、3p共5個(gè)能級(jí)。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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