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1、第五章 第1讲原子结构原子核外电子排布一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1(20211月新高考8省联考，江苏卷)“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅，反应SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是()ASiCl4为极性分子BHCl的电子式为C单晶硅为分子晶体DSi原子的结构示意图为解析：BSiCl4和CH4的空间结构一样，都是正四面体构型，结构对称，为非极性分子，A错误；HCl的电子式为，B正确；单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间网状结构，为共价晶体，C错误；Si原子的结构示意图为，D错误。2(2021山东泰安二模)下列有关化学用语表达正确
2、的是()ACS2的空间填充模型：B铍原子最外层的原子轨道示意图：CNa2S的电子式：D基态氧原子的轨道表示式：解析：A本题考查化学用语，涉及空间填充模型、原子轨道示意图、电子式、轨道表示式。CS2中硫原子的原子半径大于碳原子，CS2为直线形分子，CS2的空间填充模型为，A正确；基态铍原子的核外电子排布式为1s22s2，最外层为2s能级，s能级的原子轨道示意图为球形：，B错误；Na2S属于离子化合物，它的电子式为，C错误；该轨道表示式违背了泡利不相容原理，正确的轨道表示式为，D错误。3我国限制稀有金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说
3、法中正确的是()A.Nd和Nd是同一核素B一个Nd原子的质量约为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)C.Nd原子的中子数与质子数之差为80D14 g钕元素含有6 mol电子解析：BNd和Nd是不同核素，A项错误；1 mol Nd原子的质量约为140 g，一个原子的质量约为 g，B项正确；Nd原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C项错误；元素的相对原子质量是该元素的各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值，因此14 g 钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1 mol，含有的电子也不是6 mol，D项错误。4全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物、清洁无污染等优点。中国科学家成
4、功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体。下列说法中不正确的是()A全氮类物质属于绿色能源B每个N中含有35个质子C每个N中含有35个电子DNN结构中含共价键解析：C每个N原子含有7个电子，故5个氮原子含有35个电子，N中含有36个电子。5(2021原创)X、Y、Z、W均为前四周期元素，且原子序数依次增大。X原子核外只有1个电子，基态Y原子核外有3种不同能量的电子，且能量最高的能级处于半充满状态；Z原子的最外层电子数是电子层数的3倍，基态W原子的4s轨道上有1个电子，且内层都处于全充满状态。下列说法正确的是()A第一电离能：YO，错误；B项，H与N、O可形成N2H4和H2O2，分
5、子中均含有非极性共价键，错误；C项，H、N、O可形成HNO3、NH4NO3，HNO3是共价化合物，而NH4NO3为离子化合物，错误；D项，含Cu2的溶液中通入过量的NH3的现象是先沉淀后溶解，反应的离子方程式为Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH，Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH，正确。6(2021原创)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子核内只有一个质子，Y原子2p轨道上有2个未成对电子，Z的单质是空气中含量最高的气体，原子半径：WZ，X、Z可以形成离子Z2X，且X、Z、W可以形成离子化合物Z2X5W。下列说法不正确的是()AZ2X5W中阴、阳离子均
6、含有18个电子B第一电离能：YZC原子半径：XZW解析：DX的原子核内只有一个质子，则X为氢元素；Z的单质是空气中含量最高的气体，则Z为氮元素；Y原子2p轨道上有2个未成对电子，X、Y、Z、W的原子序数依次增大，则Y是碳元素；根据X、Z、W可以形成离子化合物Z2X5W，可知W的离子的化合价为1，且W的原子半径比N的大，则W为氯元素。A项，Z2X5W为N2H5Cl，该化合物中阴离子为Cl，含有18个电子，阳离子为N2H，含有的电子总数为7215118，正确；B项，氮原子2p轨道为半充满状态，其第一电离能比碳原子大，正确；C项，同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小，则碳原子半径比氮原子半径大，H
7、只有一个电子层，原子半径最小，所以原子半径：CNH，正确；D项，HClO4的酸性强于H2CO3，错误。7下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是()解析：BFe2核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理：若按照构造原理，29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第二能层，有7个电子，外围电子排
8、布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，外围电子排布图为，故C符合能量最低原理；Na最外电子层为第二能层，有8个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利原理与洪特规则可知，Na外围电子排布图为，故D符合能量最低原理。8下列各项叙述中，正确的是()A镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B价层电子排布式为6s26p3的元素位于第六周期第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D24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2解析：CA项镁原子由基态转
9、化为激发态时吸收能量；B项价电子排布为6s26p3的元素位于第六周期第A族，是p区元素；D项原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)9下列说法正确的是()AFe3的最外层电子排布式为：3s23p63d5B基态原子的能量一定比激发态原子的能量低C基态碳原子价电子的轨道表示式：D基态多电子原子中，p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高答案：A10科学研究表明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，
10、都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是()A两粒子的1s能级上电子的能量不相同B两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同C两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同D两粒子最外层都达到8电子稳定结构，化学性质相同解析：AC虽然电子数相同，但是核电荷数不同，所以能量不同，故A正确；同是3p能级，氩原子中的核电荷数较大，对电子的引力大，所以电子离核较近，故B错误；电子的能量不同，则发生跃迁时，产生的光谱不同，故C正确；硫离子是得到电子之后变成这种结构，有较强的失电子能力，所以具有很强的还原性，二者化学性质不同，故D错误。11具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是()A3p
11、能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子C最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子解析：B当p能级上有2个或者4个电子时，p能级上都有2个未成对电子，所以相应元素可能是第A族，也可能是第A族，故A项不符合题意；p能级上有3个轨道，当p能级有1个空轨道时，另两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层为4个电子，所以不管处于哪个能层，只要最外层为4个电子，就属于第A族，故B项符合题意；最外层电子排布为1s2的原子是H
12、e，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者均属于0族元素，题干中要求属于同一主族元素，故C项不符合题意；最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第A族，而最外层电子排布为1s2的原子是He，属于0族，故D项也是错误的。12已知某原子结构示意图为，下列有关说法正确的是()A结构示意图中x4B该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2C该原子的轨道表示式为D该原子结构中共有5个能级上填充有电子解析：BD由原子结构示意图可知，K层电子排满时为2个电子，故x2，该元素为硅，故A错误；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B正确；硅的轨道表示式为，故C错误；原子结构中共有
13、1s、2s、2p、3s、3p这5个能级上填充有电子，故D正确。三、非选择题13(2021惠州模拟)已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已略去)：(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的化学式：A._；D._。(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子。A与B在溶液中反应的离子方程式为_。根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)_。解析：(1)由框图可知，结合10电子微粒可联想到NHOHNH3H2O或HFOH=FH2O，故A为NH或HF，D为H2O。(2)结合OH和H2O
14、属于10电子微粒，联想酸碱中和反应，可知A与B在溶液中反应的离子方程式为H2SOH=HSH2O或HSOH=S2H2O或H2S2OH=S22H2O；由反应AB=CD看出，A中的质子被B结合，A失去质子变成了C，易知结合质子的能力：BC。答案：(1)NH(或HF)H2O(2)HSOH=S2H2O(或H2S2OH=S22H2O或H2SOH=HSH2O)OHS2(或OHHS)14(1)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛，则基态Ge原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。(2)碳及其化合物广泛存在于自然界中，则处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象
15、化描述。在基态原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(3)基态铁原子有_个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：_，可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为_。(4)某元素位于第四周期第族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为_。(5)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。解析：(1)Ge是32号元素，位于第四周期第A族，基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内
16、，有2轨道未成对电子；(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述，离核近的区域电子云密度较大，离核远的区域电子云密度较小，C原子核外电子排布式为1s22s22p2，轨道表示式为：，则在基态C原子中，核外存在2对自旋相反的电子；(3)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe原子核外处在能量最高的能级为3d，排布了6个电子，有6种不同的运动状态，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，三价铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为红色；
17、(4)某元素位于第四周期第族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的电子排布为1s22s22p2，未成对电子数为2，则该元素为Ni，其基态原子的价层电子排布式为3d84s2；(5)原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，根据图知，电子排布能量最低的是1s、2s能级，能量最高的是2s、2p能级。答案：(1)3d104s24p22(2)电子云2(3)41s22s22p63s23p63d5红色(4)3d84s2(5)DC15(2021西安模拟)现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的核外电子数与其所
18、在周期数相等；B元素原子核外在3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相同；D元素原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素是生活中应用最广泛的金属元素，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：(1)E元素基态原子的核外价层电子排布式为_，价层电子排布图为_。(2)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，其结构式分别为_、_。(3)E3比E2稳定的原因是_。(4)B、D核外未成对电子数分别为_、_。(5)D的离子结构示意图为_。(6)用电子式表示BD2的形成过程_。解析：由题意知：A为H，B为C，C为N，D为O，E为Fe。答案：(1)3d64s2 (3)E3的3d轨道为半充满状态，能量低、稳定(4)22(5) 2, 8,