微專題(一)　原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)元素周期表與元素周期律專題三

[循圖憶知—擴(kuò)成面][易錯(cuò)判斷—查漏點(diǎn)]1．原子核外電子排布，先排滿K層再排L層，排滿M層再排N層

()2．霓虹燈光、激光、螢光都與原子核外電子躍遷吸收能量有關(guān)

()3．基態(tài)磷原子的電子排布圖為

()4．Cr和Cu的最后兩個(gè)能級(jí)的電子排布分別為3d54s1和3d104s1，它們不符合構(gòu)造原理，可見構(gòu)造原理是一個(gè)被理想化的思維模型

()×××√××××××微專題(一)

原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布目錄目錄123提能點(diǎn)(一)原子核外電子排布提能點(diǎn)(二)“兩素”和“四同”的比較提能點(diǎn)(三)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語4專題驗(yàn)收評(píng)價(jià)提能點(diǎn)(一)原子核外電子排布01(一)能層、能級(jí)及其含有的原子軌道能層KLMN能級(jí)1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f原子軌道數(shù)目11＋3＝41＋3＋5＝91＋3＋5＋7＝16最多容納電子數(shù)目281832(二)電子云與原子軌道1．電子云(1)由于核外電子的概率分布圖看起來像一片云霧，因而被形象地稱為電子云。(2)電子云輪廓圖稱為原子軌道。(2)s、p、d、f能級(jí)上原子軌道數(shù)目依次為1、3、5、7，其中npx、npy、npz三個(gè)原子軌道在三維空間相互垂直，各能級(jí)的原子軌道半徑隨能層數(shù)(n)的增大而增大。(3)能量關(guān)系相同能層上原子軌道能量的高低ns<np<nd<nf形狀相同的原子軌道能量的高低1s<2s<3s<4s…同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量相同(三)原子核外電子排布1．構(gòu)造原理——確定電子填充能級(jí)順序2．原子核外電子排布規(guī)律3．表示方法表示方法以硫原子為例原子結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式1s22s22p63s23p4簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s23p4電子排布圖(軌道表示式)價(jià)電子排布式3s23p4(四)電子的躍遷與原子光譜1．電子的躍遷基態(tài)―→激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)―→基態(tài)當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)從低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子的電子從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)會(huì)釋放出能量2.原子光譜：不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。包括吸收光譜和發(fā)射光譜。用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。[注意]

①“七基色”按“紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫”的順序，波長(zhǎng)逐漸變小。②基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖。[集訓(xùn)沖關(guān)]1．能級(jí)2p的三個(gè)軌道之間具有不同的(

)A．能量 B．形狀C．空間伸展方向 D．可容納電子數(shù)答案：C

解析：同一能級(jí)，能量相等，A錯(cuò)誤；2p能級(jí)的三個(gè)軌道都是啞鈴形，B錯(cuò)誤；2p的三個(gè)軌道分別沿著x軸、y軸、z軸三個(gè)伸展方向延伸，所以具有不同的空間伸展方向，C正確；2p的三個(gè)軌道分別能容納的電子數(shù)都是2個(gè)電子，D錯(cuò)誤。2．(2023·浙江溫州期末)下列說法正確的是(

)A．電子由2s能級(jí)躍遷至3p能級(jí)時(shí)，通過光譜儀攝取其發(fā)射光譜B．p電子云輪廓圖呈啞鈴形，在空間有3個(gè)伸展方向，所有電子只能在輪廓內(nèi)運(yùn)動(dòng)C．若基態(tài)N原子的軌道表示式為

，則違反了泡利不相容原理D．洪特規(guī)則適用于電子填入簡(jiǎn)并軌道，也適用于電子填入能量不同的軌道答案：C

解析：電子從2s能級(jí)躍遷到3p能級(jí)時(shí)，通過光譜儀攝取其吸收光譜，A錯(cuò)誤；p電子云輪廓圖呈啞鈴形，在空間有3個(gè)伸展方向，處在該軌道上的電子不只在輪廓內(nèi)運(yùn)動(dòng)，還在輪廓外運(yùn)動(dòng)，只是在輪廓外運(yùn)動(dòng)概率較小，B錯(cuò)誤；洪特規(guī)則只適用于電子填入簡(jiǎn)并軌道，不適用于電子填入能量不同的軌道，D錯(cuò)誤。3．下列對(duì)電子排布式或軌道表示式的書寫評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的是(

)答案：D

解析：2p能級(jí)有3個(gè)軌道，2p能級(jí)有2個(gè)電子，電子應(yīng)先單獨(dú)分占2個(gè)軌道，且自旋方向相同，2px填充2個(gè)電子，違反了洪特規(guī)則，故A正確；根據(jù)能量最低原理可知基態(tài)Ti原子的電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d24s2，故D錯(cuò)誤。4．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是(

)A．原子核外L能層的未成對(duì)電子數(shù)與M能層的未成對(duì)電子數(shù)相等的原子B．原子核外M能層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N能層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C．2p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的X原子和3p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的Y原子D．最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子答案：C

解析：L能層(M能層)只有1個(gè)未成對(duì)電子的可能是Li或F(Na或Cl)，L能層(M能層)有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是C或O(Si或S)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)中X為Mg，Y可能為Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，B錯(cuò)誤；最外層只有1個(gè)電子的原子中，氫原子與堿金屬元素原子化學(xué)性質(zhì)不相似，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[易錯(cuò)點(diǎn)撥]書寫電子排布式的常見錯(cuò)誤與技巧提能點(diǎn)(二)“兩素”和“四同”的比較021．元素與核素的比較2．“四同”的比較同分異構(gòu)體分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物分子式相同，相對(duì)分子質(zhì)量相同，化學(xué)性質(zhì)可相似也可不同組成原子的種類和數(shù)目CH3CH2OH、CH3OCH3同系物結(jié)構(gòu)相似，分子組成相差一個(gè)或多個(gè)“CH2”分子量相差“14”的整數(shù)倍，物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似官能團(tuán)的種類和數(shù)目CH3OH、CH3CH2CH2OH續(xù)表答案：A

解析：結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)化合物為同系物，乙醇(CH3CH2OH)是飽和一元醇，丙三醇是飽和三元醇，兩者所含官能團(tuán)數(shù)目不同，不互為同系物，A錯(cuò)誤；35Cl的質(zhì)子數(shù)為17，中子數(shù)為18,37Cl的質(zhì)子數(shù)為17，中子數(shù)為20，兩者質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，互為同位素，B正確；O2和O3是由氧元素組成的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，C正確；丙酮和環(huán)氧丙烷的分子式相同、結(jié)構(gòu)不同，兩者互為同分異構(gòu)體，D正確。答案：C

解析：35Cl和37Cl是同一元素的不同核素，互為同位素，A正確；C8H18符合鏈狀烷烴的通式CnH2n＋2，與甲烷結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差7個(gè)“CH2”，則二者互為同系物，B正確；同素異形體是指由同一元素組成的不同單質(zhì)，金剛石屬于單質(zhì)，而金剛烷屬于化合物，C錯(cuò)誤；答案：D

金剛石、石墨、納米碳纖維、納米泡沫碳都是由碳元素組成的單質(zhì)，其關(guān)系是互為同素異形體，B正確；CH3COOCH2CH3是乙酸乙酯，CH3CH2COOCH3是丙酸甲酯，二者結(jié)構(gòu)不同，是兩種不同的物質(zhì)，C正確；乙基(—C2H5)是原子團(tuán)，而不是官能團(tuán)，故D錯(cuò)誤。4．下列說法不正確的是(

)A．12C60和14C70互稱為碳元素的同素異形體B.乳糖和蔗糖互為同分異構(gòu)體C．氕、氘、氚互為同位素，中子數(shù)分別為1、2、3D．CH3COOCH3與CH3OCHO互為同系物答案：C

解析：12C60和14C70為碳元素的兩種不同的單質(zhì)，屬于同素異形體，故A正確；乳糖和蔗糖屬于二糖，分子式均為C12H22O11，互為同分異構(gòu)體，故B正確；氕、氘、氚互為同位素，中子數(shù)分別為0、1、2，故C錯(cuò)誤；CH3COOCH3中官能團(tuán)為酯基，分子式為C3H6O2，CH3OCHO可寫成HCOOCH3，官能團(tuán)為酯基，分子式為C2H4O2，二者相差1個(gè)CH2，故D正確。提能點(diǎn)(三)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語031．四種符號(hào)2．十種圖式

舉例化學(xué)式Na2O2

NH4Cl

SiO2分子式C2H4

NH3最簡(jiǎn)式(實(shí)驗(yàn)式)CH2

CH2O電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2OH鍵線式原子結(jié)構(gòu)示意圖Cl：

續(xù)表電子排布式S：1s22s22p63s23p4軌道表示式(或電子排布圖)S：

續(xù)表3.兩種模型球棍模型空間填充模型

答案：D

解析：H2S分子是V形結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；答案：C

答案：D

答案：C

答案：D

解析：氯的質(zhì)子數(shù)為17，中子數(shù)為20的氯原子的質(zhì)量數(shù)為37，A正確；

答案：D

解析：硫化鉀為離子化合物，形成硫化鉀的過程中K失電子，S得電子，A正確；Al(OH)3溶于燒堿溶液形成[Al(OH)4]－，B正確；兩個(gè)氫原子的1s軌道相互重疊形成H—H鍵，C正確；該化學(xué)方程式中氫原子數(shù)不守恒，H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)為(n－1)，D錯(cuò)誤。專題驗(yàn)收評(píng)價(jià)041．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是(

)A．任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，而且能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)B．氖原子與鈉離子兩粒子的2p能級(jí)上的電子離核的距離相同C．M能層中有3s、3p、3d、3f四個(gè)能級(jí)，最多能容納32個(gè)電子D．離核越遠(yuǎn)的電子，能量越低，當(dāng)電子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，釋放能量答案：A

解析：能層含有的能級(jí)數(shù)等于能層序數(shù)，即第n能層含有n個(gè)能級(jí)，任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，A正確；鈉離子核電荷數(shù)更大，對(duì)電子吸引能力更強(qiáng)，所以鈉離子2p能級(jí)上的電子離核更近，B錯(cuò)誤；M能層中只有3s、3p、3d三個(gè)能級(jí)，最多能容納18個(gè)電子，C錯(cuò)誤；電子能量越高，離核越遠(yuǎn)，電子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，吸收能量，D錯(cuò)誤。2．下列有關(guān)電子層和能級(jí)的敘述中正確的是(

)A．M電子層有s、p共2個(gè)能級(jí)，最多能容納8個(gè)電子B．3d能級(jí)最多容納5個(gè)電子，3f能級(jí)最多容納7個(gè)電子C．無論哪一電子層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2D．任一電子層都有s、p能級(jí)，但不一定有d能級(jí)答案：C

解析：M電子層有3s、3p、3d共3個(gè)能級(jí)，最多能容納18個(gè)電子，故A錯(cuò)誤；3d能級(jí)最多容納10個(gè)電子，3f能級(jí)是不存在的，故B錯(cuò)誤；無論哪一電子層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2，故C正確；K電子層只有s能級(jí)，不含p能級(jí)，故D錯(cuò)誤。3．下列說法中正確的是(

)A．兩種原子的電子層上全部都是s電子，其對(duì)應(yīng)元素一定屬于同一周期B．兩種原子最外層都只有一個(gè)電子，其對(duì)應(yīng)元素化學(xué)性質(zhì)一定相似C．核外電子排布為1s2的原子與核外電子排布為1s22s2的原子，其對(duì)應(yīng)元素化學(xué)性質(zhì)一定相似D．3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子和3p能級(jí)上只有一個(gè)未成對(duì)電子的原子，其對(duì)應(yīng)元素一定屬于同一周期答案：D

解析：兩原子其核外全部都是s電子的元素可以是H、He、Li、Be，H、He是第一周期元素，Li、Be是第二周期元素，對(duì)應(yīng)的元素不一定屬于同一周期，A錯(cuò)誤；最外層都只有一個(gè)電子的原子，可能為主族H原子與副族Cu原子，二者化學(xué)性質(zhì)不同，B錯(cuò)誤；原子核外電子排布式為1s2是He，原子核外電子排布式為1s22s2是Be，二者化學(xué)性質(zhì)不同，C錯(cuò)誤；3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子為Si,3p能級(jí)上有一個(gè)未成對(duì)電子的原子為Al、Cl，對(duì)應(yīng)元素均屬于第三周期，D正確。4．短周期元素R基態(tài)原子最外層的p能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子。下列關(guān)于基態(tài)R原子的描述正確的是(

)A．基態(tài)R原子的原子軌道總數(shù)為9B．基態(tài)R原子的價(jià)層電子排布式為ns2np2(n＝2或3)C．基態(tài)R原子核外電子的電子云輪廓圖有兩種：球形和啞鈴形D．基態(tài)R原子的軌道表示式為

答案：C

解析：由“短周期元素R基態(tài)原子最外層的p能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子”可知，可能有兩種情況：第一，p能級(jí)上只有2個(gè)電子，R為第ⅣA族元素，C或Si；第二，p能級(jí)上有4個(gè)電子，R為第ⅥA族元素，O或S，所以基態(tài)R原子的原子軌道總數(shù)為5或9，A錯(cuò)誤。基態(tài)R原子的價(jià)層電子排布式為ns2np2或ns2np4(n＝2或3)，B錯(cuò)誤?；鶓B(tài)R原子核外電子所處能級(jí)是s和p，所以電子的電子云輪廓圖有兩種：球形和啞鈴形，C正確?；鶓B(tài)R原子有四種可能，所以軌道表示式有四種，D錯(cuò)誤。答案：B

6．下列說法正確的是(

)A.C60和C70互為同位素B.C2H6和C6H14互為同系物C.CO和CO2互為同素異形體D．CH3COOH和CH3OOCH是同一種物質(zhì)答案：B

解析：同種元素的不同核素互稱為同位素，C60和C70為C元素的兩種不同單質(zhì)，互為同素異形體，A錯(cuò)誤；C2H6和C6H14均為鏈狀烷烴，二者結(jié)構(gòu)類似，分子組成上相差4個(gè)CH2基團(tuán)，二者互為同系物，B正確；同種元素的不同種單質(zhì)互稱同素異形體，CO和CO2為C元素的兩種不同氧化物，二者不是單質(zhì)，C錯(cuò)誤；兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，不是同一種物質(zhì)，二者互為同分異構(gòu)體，D錯(cuò)誤。7．下列說法不正確的是(

)A．最簡(jiǎn)式為CH3的有機(jī)物沒有同分異構(gòu)體B．LiH、LiD、LiT表示同一種物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同C．12C與13C由于核外電子排布不同，所以屬于同位素D．核素1H、D與核素16O、18O形成的水分子，其相對(duì)分子質(zhì)量不相同的有5種答案：C

答案：D

答案：C

答案：C

11．下列有關(guān)電子排布圖的表述不正確的是(

)答案：D

解析：A項(xiàng)，違背了泡利原理，正確；B項(xiàng)，違背了洪特規(guī)則，正確；C項(xiàng)，基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布圖為

，正確；D項(xiàng)，該電子排布圖中的電子沒有激發(fā)躍遷到能量更高的軌道上，錯(cuò)誤。答案：A

解析：聚丙烯的鏈節(jié)為—CH2—CH(CH3)—，A錯(cuò)誤；基態(tài)氯原子最外層有7個(gè)電子，3s軌道上有2個(gè)電子，3p軌道上有5個(gè)電子，圖示中電子排布及自旋方向都正確，B正確；H2O分子的VSEPR模型為四面體形，C正確；HClO中O原子在中間，且原子半徑H<O<Cl，空間結(jié)構(gòu)為V形，HClO的空間填充模型正確，D正確。答案：B

14．根據(jù)要求回答下列問題：(1)某同學(xué)寫了基態(tài)磷原子的兩個(gè)價(jià)電子的表達(dá)形式，分析其分別違背了什么原理。①3s13p4：____________________________________________；②

：________________________。(2)Ti最高能層電子的電子云輪廓圖的形狀為____________________，其價(jià)層電子排布式為__________________。與Ti同周期的過渡元素中，未成對(duì)電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布圖為___