志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规 则、能量最低原理 课后·训练提升 基础巩固 1.下列对原子核外电子运动的描述正确的是()。 A.根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B.用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C核外电子的运动有确定的轨道 D.核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 答案p 解析核外电子的运动不具有宏观物体的运动规律，只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出 它们在某一时刻所在的位置，也不能描画它们的运动轨迹。 2.在1s、2px、2p、2p-轨道中，具有球对称性的是()。 A.1s B.2px C.2py D.2p: 含案A 3.关于基态氮原子核外2p轨道中的电子，下列说法错误的是()。 A能量相同 B.电子云形状相同 C.自旋平行 D电子云伸展方向相同 答案D 解析基态氯原子的核外电子排布为1s22s22p,2p轨道中2p、2p,和2p:上的电子能量相同、电子云 形状相同、自旋平行，但电子云伸展方向不相同，D项错误。 4.“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的2倍”，支撑这一结论的理论是()。 A构造原理 B.泡利原理 C.洪特规则 D.能量最低原理 答案B 5.下列有关化学用语中不能体现氮原子核外电子能量有差异的是()。 A.N
1 第 2 课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规 则、能量最低原理 课后· 基础巩固 1.下列对原子核外电子运动的描述正确的是( )。 A.根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B.用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C.核外电子的运动有确定的轨道 D.核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律,只能用统计规律来描述 答案:D 解析:核外电子的运动不具有宏观物体的运动规律,只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出 它们在某一时刻所在的位置,也不能描画它们的运动轨迹。 2.在 1s、2px、2py、2pz 轨道中,具有球对称性的是( )。 A.1s B.2px C.2py D.2pz 答案:A 3.关于基态氮原子核外 2p 轨道中的电子,下列说法错误的是( )。 A.能量相同 B.电子云形状相同 C.自旋平行 D.电子云伸展方向相同 答案:D 解析:基态氮原子的核外电子排布为 1s22s22p3 ,2p 轨道中 2px、2py和 2pz 上的电子能量相同、电子云 形状相同、自旋平行,但电子云伸展方向不相同,D 项错误。 4. “各能级最多容纳的电子数,是该能级原子轨道数的 2 倍”,支撑这一结论的理论是( )。 A.构造原理 B.泡利原理 C.洪特规则 D.能量最低原理 答案:B 5.下列有关化学用语中不能体现氮原子核外电子能量有差异的是( )。 A.·N · ·· ·
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 1s 2s 2p B四四i1 D.1s22s22p3 含案A 6.下列基态原子或离子的相关轨道表示式正确的是()。 3d A.基态Fe的价层电子D11T 3d B基态Cr原子的价层电子仙1D 1s 2s 2p C基态N原子的核外电子四四口 2s 2p D.基态S的L层电子四四iT 答案A 3d 解析基态Fe的价层电子排布式为3d,价层电子的轨道表示式为111口，A项正确。基态C 3d 4s 原子的价层电子排布式为3d4s,价层电子的轨道表示式为T111团①，B项错误。依据洪特 规则，填入简并轨道的电子优先分占且自旋平行，基态N原子核外有7个电子，其轨道表示式为 1s 2s 2p 团团☐C项错误。基态S的L层电子排布式为282p,L层的轨道表示式为 2s 2p 间仙山团D项错误。 7.下列有关核外电子排布的式子不正确的是()。 A.基态2sMn的电子排布式：1s22s22p3s23p3d4s2 B.基态K的简化电子排布式[Ar]4s 1s 2s 2p C基态0原子的轨道表示式团团 11 D.基态S原子的轨道表示式： 1s 2s 2p 3s 3p 0TTT☐ 答案D 1s 2s 2p 38 3p 解析D项中基态S的轨道表示式违反了洪特规则，正确的应是团团田田团团☐
2 B. C. D.1s22s22p3 答案:A 6.下列基态原子或离子的相关轨道表示式正确的是( )。 A.基态 Fe3+的价层电子: B.基态 Cr 原子的价层电子: C.基态 N 原子的核外电子: D.基态 S 2-的 L 层电子: 答案:A 解析:基态 Fe3+的价层电子排布式为 3d5 ,价层电子的轨道表示式为 ,A 项正确。基态 Cr 原子的价层电子排布式为 3d54s1 ,价层电子的轨道表示式为 , B 项错误。依据洪特 规则,填入简并轨道的电子优先分占且自旋平行,基态 N 原子核外有 7 个电子,其轨道表示式为 , C 项错误。基态 S 2-的 L 层电子排布式为 2s22p6 ,L 层的轨道表示式为 , D 项错误。 7.下列有关核外电子排布的式子不正确的是( )。 A.基态 25Mn 的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s2 B.基态 K 的简化电子排布式:[Ar]4s1 C.基态 O 原子的轨道表示式: D.基态 S 原子的轨道表示式: 答案:D 解析:D 项中基态 S 的轨道表示式违反了洪特规则,正确的应是
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 8.下列说法错误的是( )。 A.s电子的能量可能低于(m-I)p电子的能量 B.基态6C的电子排布式1s22s22p,违反了洪特规则 C.基态21Sc的电子排布式1s22s22p3s23p3d违反了能量最低原理 D.基态22Ti的电子排布式1s22s22p3s23p10违反了泡利原理 答案A 解析电子的能量与能层和能级都有关，s电子的能量一定高于(m-1)p电子的能量，A项错误。p能级 有3个轨道，基态6C的2p能级有2个电子，电子应优先分占且自旋平行，2P.填充2个电子违反了洪特 规则，B项正确。3d能级的能量高于4s能级，没有填充4s能级，就填充3d能级，违背能量最低原理，C 项正确。p能级有3个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋相反，3p能级最多填充6个电子，而填 充10个电子违反了泡利原理，D项正确。 9.某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价层电子排布不可能是()。 A.3d104s B.3d54s C.3p64s! D.4s 答案c 解析A项为29号元素Cu,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d04s',A项正确。B项为24号元素Cr, 其基态原子的电子排布式为[Ar]3d4s,B项正确。C项为19K,其基态原子的电子排布式为 1s22s22p3s23p4s,价层电子排布应为4s,C项错误，D项正确。 10.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。基态铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向，有种不同运动状态的电子。 (2)基态铁原子有 个未成对电子，基态三价铁离子的电子排布式为 (3)基态29Cu的价层电子排布式为。 答案1)413(2)41s22s22p3s23p3d5(3)3d0 解析1)基态A1原子的核外电子排布式为1s22s22p3s23p,原子中存在s、p两种形状的电子云，s电 子云呈球形，有1种伸展方向，而P电子云呈哑铃形，有3种伸展方向，则铝原子核外电子云共有4种不 同的伸展方向。由于每个核外电子的运动状态都不完全相同，所以铝原子核外共有13种不同运动状 态的电子。 (2)26号元素Fe的基态原子的核外电子排布式是1s22s22p3s23p3d4s2,则基态Fe原子上有4个未成 对的电子，基态Fe原子失去2个4s电子和1个3d电子，就得到了基态Fe3+,因此基态Fe3+的电子排布 式是1s22s22p3s23p3d5。 (3)29号元素Cu的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d4s',原子失去电子时首先失去最外层电子， 即基态Cu的简化电子排布式为[Ar]3d10,则其价层电子排布式为3dI0。 3
3 8.下列说法错误的是( )。 A.ns 电子的能量可能低于(n-1)p 电子的能量 B.基态 6C 的电子排布式 1s22s22p𝑥 2 ,违反了洪特规则 C.基态 21Sc 的电子排布式 1s22s22p63s23p63d3 违反了能量最低原理 D.基态 22Ti 的电子排布式 1s22s22p63s23p10 违反了泡利原理 答案:A 解析:电子的能量与能层和能级都有关,ns 电子的能量一定高于(n-1)p 电子的能量,A 项错误。p 能级 有 3 个轨道,基态 6C 的 2p 能级有 2 个电子,电子应优先分占且自旋平行,2px填充 2 个电子违反了洪特 规则,B 项正确。3d 能级的能量高于 4s 能级,没有填充 4s 能级,就填充 3d 能级,违背能量最低原理,C 项正确。p 能级有 3 个轨道,每个轨道最多容纳 2 个电子,且自旋相反,3p 能级最多填充 6 个电子,而填 充 10 个电子违反了泡利原理,D 项正确。 9.某元素基态原子 4s 轨道上有 1 个电子,则该基态原子价层电子排布不可能是( )。 A.3d104s1 B.3d54s1 C.3p64s1 D.4s1 答案:C 解析:A 项为 29 号元素 Cu,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1 ,A 项正确。B 项为 24 号元素 Cr, 其基态原子的电子排布式为[Ar]3d54s1 ,B 项正确。C 项为 19K,其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s1 ,价层电子排布应为 4s1 ,C 项错误,D 项正确。 10.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用。基态铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向,有 种不同运动状态的电子。 (2)基态铁原子有 个未成对电子,基态三价铁离子的电子排布式为 。 (3)基态 29Cu+的价层电子排布式为 。 答案:(1)4 13 (2)4 1s22s22p63s23p63d5 (3)3d10 解析:(1)基态 Al 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1 ,原子中存在 s、p 两种形状的电子云,s 电 子云呈球形,有 1 种伸展方向,而 p 电子云呈哑铃形,有 3 种伸展方向,则铝原子核外电子云共有 4 种不 同的伸展方向。由于每个核外电子的运动状态都不完全相同,所以铝原子核外共有 13 种不同运动状 态的电子。 (2)26 号元素 Fe 的基态原子的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2 ,则基态 Fe 原子上有 4 个未成 对的电子,基态 Fe 原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电子,就得到了基态 Fe3+ ,因此基态 Fe3+的电子排布 式是 1s22s22p63s23p63d5。 (3)29 号元素 Cu 的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1 ,原子失去电子时首先失去最外层电子, 即基态 Cu+的简化电子排布式为[Ar]3d10 ,则其价层电子排布式为 3d10
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 11.(1)基态氟原子核外有9个电子，这些电子的电子云形状有 种：氟原子的最外层电子排布式 为_。 (2)已知锡位于第五周期，与C同主族，写出基态S+的最外层电子排布式： :基态C中有 个填充电子的能级。 (3)基态硼原子的核外电子排布式为 ,有 种不同能量的电子。 答案1)22s22p3(2)5s325(3)1s22s22p3 解析1)基态氟原子核外含有S轨道和P轨道，共2种原子轨道，则其电子的电子云形状有2种：基态 氟原子的最外层含有7个电子，故其最外层电子排布式为2s22p。 (2)同主族元素最外层电子数相同，Sn位于第五周期，与C同主族，则基态Sn+的最外层电子排布式为 5s2;基态C1的电子排布式为1s22s22p3s23p°，有1s、2s、2p、3s、3p5个填充电子的能级。 (3)基态硼原子的核外电子数为5，其核外电子排布式为1s22s22p,不同能级上的电子具有不同的能量， 故有3种不同能量的电子。 拓展提高 1.齿是有机酸溶解牙齿中的Cas(PO4)(OH)形成的。用化学用语表示Cas(PO4)3(OHD中的相关粒子， 其中正确的是( 8 8 A.Ca2+的结构示意图 B.OH的电子式COH C.中子数为15的磷原子：P 动 D基态0原子价层电子的轨道表示式山1口 答案郢 +20 288 解析Ca2*的结构示意图为 ノノ，A项错误。中子数为15的磷原子，质量数为30，应表示 为P,C项错误。基态0原子的价层电子排布式为2s22印，价层电子的轨道表示式为 2s 2p 间1D项错误。 2.下列说法正确的是( )。 A.不同能级的原子轨道形状一定不相同 B.p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形 C.2p能级有3个原子轨道 4
4 11.(1)基态氟原子核外有 9 个电子,这些电子的电子云形状有 种;氟原子的最外层电子排布式 为 。 (2)已知锡位于第五周期,与 C 同主族,写出基态 Sn2+的最外层电子排布式: ;基态 Cl-中有 个填充电子的能级。 (3)基态硼原子的核外电子排布式为 ,有 种不同能量的电子。 答案:(1)2 2s22p5 (2)5s2 5 (3)1s22s22p1 3 解析:(1)基态氟原子核外含有 s 轨道和 p 轨道,共 2 种原子轨道,则其电子的电子云形状有 2 种;基态 氟原子的最外层含有 7 个电子,故其最外层电子排布式为 2s22p5。 (2)同主族元素最外层电子数相同,Sn 位于第五周期,与 C 同主族,则基态 Sn2+的最外层电子排布式为 5s2 ;基态 Cl-的电子排布式为 1s22s22p63s23p6 ,有 1s、2s、2p、3s、3p 5 个填充电子的能级。 (3)基态硼原子的核外电子数为 5,其核外电子排布式为 1s22s22p1 ,不同能级上的电子具有不同的能量, 故有 3 种不同能量的电子。 拓展提高 1.龋齿是有机酸溶解牙齿中的 Ca5(PO4)3(OH)形成的。用化学用语表示 Ca5(PO4)3(OH)中的相关粒子, 其中正确的是( )。 A.Ca2+的结构示意图: B.OH-的电子式:[ · ·O ·· ·· · ·H]- C.中子数为 15 的磷原子:15 15P D.基态 O 原子价层电子的轨道表示式: 答案:B 解析:Ca2+的结构示意图为 , A 项错误。中子数为 15 的磷原子,质量数为 30,应表示 为 15 30P, C 项错误。基态 O 原子的价层电子排布式为 2s22p4 ,价层电子的轨道表示式为 ,D 项错误。 2.下列说法正确的是( )。 A.不同能级的原子轨道形状一定不相同 B.p 轨道呈哑铃形,因此 p 轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形 C.2p 能级有 3 个原子轨道
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org D.氢原子的电子运动轨迹呈球形 答案c 解析不同能级的原子轨道形状可以相同，如15、2s能级的原子轨道都是球形，只是半径不同，A项错 误。现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的空间运动状态，B、D 项错误。任何能层的p能级都有3个原子轨道，C项正确。 3.下列对核外电子运动状况的描述错误的是()。 A.同一原子中，2p、3p、4p能级的原子轨道数相同且轨道的能量依次升高 1s 2s 2p 1s 2s 2p B,当碳原子的核外电子排布团口口1口转变为团团口☐时，这一过程中释放能量 C.3p2表示3p能级有两个轨道 D在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同 答案c 解析同一原子中，不同能层、字母代号相同的能级的原子轨道数相同，且轨道的能量随能层序数增大 1s 2s 2p 1s 2s 2p 依次升高，A项正确。回回口为激发态碳原子的核外电子排布，能量较高团团□□为 基态碳原子的核外电子排布，原子由激发态变为基态要释放出能量，B项正确。3p2表示3印能级上有 2个电子，C项错误。在同一能级上运动的电子，其运动状态不同，D项正确。 4.根据核外电子的排布特点推断元素。 (1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为：其价层电 子的轨道表示式为 (2)B元素的正三价基态离子的3能级为半充满，B的元素符号为，其基态原子的电子排布式 为 ,其原子的结构示意图为_。 (3)C元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，C的元素符号 为 ,其基态原子的电子排布式为 (4)D元素的原子最外层电子排布式为s"p+2,则=」 ;原子中能量最高的是 电子，价 层电子的轨道表示式为 2s 2p 答案1)N 四团 (2)Fe1s22s22p3s23p3d64s2 (3)Cu1s22s22p3s23p3d04s 2s 2p (4)22p 四WD 5
5 D.氢原子的电子运动轨迹呈球形 答案:C 解析:不同能级的原子轨道形状可以相同,如 1s、2s 能级的原子轨道都是球形,只是半径不同,A 项错 误。现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹,原子轨道只是体现电子的空间运动状态,B、D 项错误。任何能层的 p 能级都有 3 个原子轨道,C 项正确。 3.下列对核外电子运动状况的描述错误的是( )。 A.同一原子中,2p、3p、4p 能级的原子轨道数相同且轨道的能量依次升高 B.当碳原子的核外电子排布由 转变为 时,这一过程中释放能量 C.3p2 表示 3p 能级有两个轨道 D.在同一能级上运动的电子,其运动状态不可能相同 答案:C 解析:同一原子中,不同能层、字母代号相同的能级的原子轨道数相同,且轨道的能量随能层序数增大 依次升高,A 项正确。 为激发态碳原子的核外电子排布,能量较高, 为 基态碳原子的核外电子排布,原子由激发态变为基态要释放出能量,B 项正确。3p2 表示 3p 能级上有 2 个电子,C 项错误。在同一能级上运动的电子,其运动状态不同,D 项正确。 4.根据核外电子的排布特点推断元素。 (1)A 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子,次外层有 2 个电子,其元素符号为 ;其价层电 子的轨道表示式为 。 (2)B 元素的正三价基态离子的 3d 能级为半充满,B 的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式 为 ,其原子的结构示意图为 。 (3)C 元素基态原子的 M 层全充满,N 层没有成对电子且只有一个未成对电子,C 的元素符号 为 ,其基态原子的电子排布式为 。 (4)D 元素的原子最外层电子排布式为 ns n npn+2 ,则 n= ;原子中能量最高的是 电子,价 层电子的轨道表示式为 。 答案:(1)N (2)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 (3)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 (4)2 2p
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志河。 http://www.zhyh.org Is 2s 2p 解析1)4元素基态原子的轨道表示式由题意可写成四四口☐，则该元素原子核外有7个电 子，A为氨元素，其元素符号为N。 (2)B元素基态原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价基态离子，则B元素基态原子的核外 电子排布式为1s22s22p3s23p53d4s2,则B元素为26号元素铁。 (3)C元素的核外电子排布式为1s22s22p3s23p3d104s,故C为Cu。 (4)0最外层电子排布式为2s22p。 挑战创新 已知A元素基态原子中只含1个电子；B元素基态原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来 电子：C元素基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，D元素基态原 子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子：E元素基态原子的价层电子排布式为 3s23p5。 按要求回答下列问题。 (I)B元素基态原子的结构示意图： (2)C元素基态原子的轨道表示式： (3)D元素基态原子的核外电子排布式： (4)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式： (至少写出2个)。 答案) Is 2s 2p (2,团团团口 (3)1s22s22p63s23p4s 电解 (4)2H0=2H2↑+O2↑2K+2H20一2KOH+H↑（其他合理答案也可） 解析由题意知，A元素基态原子中只有1个电子，A为HB元素基态原子的3p轨道上有5个电子，则 B为C1;C元素基态原子的2p轨道上有4个电子，则C为O;D元素基态原子的价层电子排布式为4s', 则D为K;由E元素基态原子的价层电子排布式可知E为A。A的单质为H2,可以用电解水、电解 KOH溶液或K和水反应等方法来制取。 6
6 解析:(1)A 元素基态原子的轨道表示式由题意可写成 ,则该元素原子核外有 7 个电 子,A 为氮元素,其元素符号为 N。 (2)B 元素基态原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电子后变成+3 价基态离子,则 B 元素基态原子的核外 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2 ,则 B 元素为 26 号元素铁。 (3)C 元素的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 ,故 C 为 Cu。 (4)O 最外层电子排布式为 2s22p4。 挑战创新 已知 A 元素基态原子中只含 1 个电子;B 元素基态原子的 3p 轨道上得到 1 个电子后不能容纳外来 电子;C 元素基态原子的 2p 轨道上有 1 个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D 元素基态原 子的第三能层上有 8 个电子,第四能层上只有 1 个电子;E 元素基态原子的价层电子排布式为 3s23p6。 按要求回答下列问题。 (1)B 元素基态原子的结构示意图: ; (2)C 元素基态原子的轨道表示式: ; (3)D 元素基态原子的核外电子排布式: ; (4)写出由上述元素组成的物质制得 A 的单质的化学方程式: , (至少写出 2 个)。 答案:(1) (2) (3)1s22s22p63s23p64s1 (4)2H2O 2H2↑+O2↑ 2K+2H2O 2KOH+H2↑(其他合理答案也可) 解析:由题意知,A 元素基态原子中只有 1 个电子,A 为 H;B 元素基态原子的 3p 轨道上有 5 个电子,则 B 为 Cl;C 元素基态原子的 2p 轨道上有 4 个电子,则 C 为 O;D 元素基态原子的价层电子排布式为 4s1 , 则 D 为 K;由 E 元素基态原子的价层电子排布式可知 E 为 Ar。A 的单质为 H2,可以用电解水、电解 KOH 溶液或 K 和水反应等方法来制取