1、1第十二章 物质结构与性质李仕才第 一 节 原 子 结 构 与 性 质 第 一 节 原 子 结 构 与 性 质 考点一 原子结构1能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系22.原子轨道的形状和能量高低(1)轨道形状s 电子的原子轨道呈球形。p 电子的原子轨道呈哑铃形。(2)能量高低相同能层上原子轨道能量的高低：nsE4s。所以电子先排 4s 轨道，再排 3d 轨道，而失电子时，都先失 4s 轨道上的电子。2当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、(n1)d、np 的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d 放在 ns 前，如 Fe：1s 22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：
2、1s 22s22p63s23p64s23d6错误。4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：1s 22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：Ar3d 104s1；外围电子排布式：3d 104s1。一、核外电子排布的表示方法1下列各项叙述正确的是( )A镁原子由 1s22s22p63s21s 22s22p63p2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A 族，是 s 区元素C所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D 24Cr 原子的电子排布式是 1s2
3、2s22p63s23p63d44s2解析：镁原子由 1s22s22p63s21s 22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A 错误；价电子排布为 5s25p1的元素，位于第五周期第A 族，是 p 区元素，B 错误；所有6原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，C 正确； 24Cr 原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D 错误。答案：C2下列关于钠元素的几种表达式错误的是( )B基态 Na 的结构示意图：C基态 Na 的电子排布式：1s 22s22p63s1D基态 Na 的简化电子排布式：Na3s 1解析
4、：Na 的简化电子排布式为Ne3s 1。答案：D3下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是( )解析：只有电子排布图才能反映出电子的自旋状态。答案：D4下列叙述正确的是( )AAr3d 64s2是基态原子的电子排布式BCr 原子的电子排布式：1s 22s22p63s23p64s13d5CCu 原子的价电子排布式是 3d94s2DC 原子的轨道表示式是解析：B 项，在书写电子排布式时，不能按填充顺序书写；C 项，d 轨道应是全充满时稳定；D 项违反了洪特规则。答案：A5下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是( )7解析：电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规
5、则等。A.2p 能级未排满，则排布 3s 轨道，违背能量最低原理，错误；B.2p 能级的 3 个电子应单独占据 3 个轨道，违背洪特规则，错误；C.2p 能级未排满，违背能量最低原理，错误；D.符合电子的排布原理，能量处于最低状态，正确。答案：D6下列说法错误的是( )Ans 电子的能量不一定高于(n1)p 电子的能量B 6C 的电子排布式 1s22s22p 违反了洪特规则2xC电子排布式( 21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D电子排布式( 22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理解析：A 项，各能级能量的大小顺序为 1s2s2p3s3p4s3d4
6、p5sns 电子的能量一定高于(n1)p 电子的能量；B 项，对于 C 原子来说，2p 能级有 3 个能量相同的原子轨道，最后 2 个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的 2p 轨道上，违反了洪特规则；C 项，根据轨道能量高低顺序可知 E4sE3d，对于 21Sc 原子来说，最后 3 个电子应先排满 4s 轨道，再排 3d 轨道，电子排布式应为 1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D 项，对于 22Ti 原子来说，3p 能级共有 3 个轨道，最多可以排 6 个电子，如果排 10 个电子，则违反了泡利原理。答案：A二、根据基态原子核外电子排布推断元素7下列各组
7、表述中，两个原子不属于同种元素原子的是( )A3p 能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为 1s22s22p63s23p2的原子B2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子CM 层全充满而 N 层为 4s2的原子和核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2的原子D最外层电子数是核外电子总数 的原子和最外层电子排布式为 4s24p5的原子15解析：A 项，3p 能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其 3p 轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B 项，2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的
8、2p 能级上只能是 5 个电子，所以两原子是同种元素的原子；C 项，M 层8全充满而 N 层为 4s2的原子，其 M 层应为 18 个电子，而后者的 M 层上只有 8 个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D 项，最外层电子数是核外电子总数的 的原子中，最外层电15子数要小于或等于 8 个电子，且电子总数为 5 的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的 且符合核外15电子排布规则的只能是 35 号元素，该元素原子的外围电子排布式为 4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。答案：C8A、B、C 三种短周期元素，它们
9、的原子序数依次增大。A 元素原子的核外 p 电子数比 s 电子数少 1，B 元素原子核外有 4 种能级，且全部充满原子；C 元素的主族序数与周期数的差为 4。(1)A 的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_个方向，原子轨道呈_形。(2)某同学推断 B 基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图违背了_。(3)C 位于_族_区，价电子排布式为_。解析：根据提供的信息，可以推断 A 为 N，B 为 Mg，C 为 Cl。(1)N 的基态原子中能量最高的电子为 2p 能级上电子，电子云在空间有 3 个方向，原子轨道呈哑铃形。(2)该同学所画的电子排布图中 3s 能级上两个电子自旋方向相同
10、，违背了泡利原理。(3)Cl 的价电子排布式为 3s23p5，位于第 3 周期A 族，属于 p 区元素。答案：(1)3 哑铃 (2)泡利原理 (3)A p 3s 23p59A、B、C、D、E、F 代表 6 种元素。请填空：(1)A 元素基态原子的最外层有 2 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其元素符号为_。(2)B 元素的负一价离子和 C 元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B 的元素符号为_，C 的元素符号为_。(3)D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满，D 的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。(4)E 元素基态原子的 M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电
11、子，E 的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为9_。(5)F 元素的原子最外层电子排布式为 nsnnpn1 ，则 n_；原子中能量最高的是_电子。解析：(1)A 元素基态原子次外层有 2 个电子，故次外层为 K 层，A 元素有 2 个电子层，由题意可写出其电子排布图为，则该元素核外有 6 个电子，为碳元素，其元素符号为 C，另外氧原子同样也符合要求，其电子排布图为。(2)B 、C 的电子层结构都与 Ar 相同，即核外都有 18 个电子，则 B 为 17 号元素 Cl，C 为 19 号元素 K。(3)D 元素原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电子后变成3 价离子，其原子的核外电子排
12、布式为1s22s22p63s23p63d64s2，D 为 26 号元素 Fe。(4)根据题意要求，写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为 29 号元素 Cu。(5)s 能级只有 1 个原子轨道，故最多只能容纳 2 个电子，即 n2，所以元素 F 的原子最外层电子排布式为 2s22p3，F 是 N 元素；根据能量最低原理，可知氮原子核外电子中的 2p 能级能量最高。答案：(1)C 或 O (2)Cl K(3)Fe 1s 22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d 64s2)(4)Cu 1s 22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d 104s1)(5)2 2p
