1.1.5泡利原理、洪特规则、能量最低原理课时作业（含解析）高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.1.5泡利原理、洪特规则、能量最低原理课时作业（含解析）高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 350.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-24 10:18:35 | ||
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文档简介
1.1.5泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课时作业 高二化学（人教版2019）选择性必修2
一、单选题，共13小题
1．（2023春·高二课时练习）气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1
2．（2023春·高二课时练习）下列说法正确的是
A．错误，违反了泡利不相容原理
B．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是构造原理
C．的电子排布式违反了洪特规则
D．电子排布式违反了泡利不相容原理
3．（2023春·高二课时练习）下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是
A．最外层都只有一个电子的X、Y原子
B．2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子
C．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
4．（2022·高二课时练习）下列有关核外电子排布的表述正确的是
A．基态碳原子最外层电子排布图为
B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为
C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D．的结构示意图为
5．（2022·高二课时练习）下列说法正确的是
A．第三电子层有s、p共2种轨道
B．3d轨道最多容纳5个电子
C．第二电子层最多容纳18个电子
D．无论是哪一电子层的s轨道，最多容纳的电子数均为2
6．（2017·高二课时练习）下列关于价电子排布为3s23p4的原子描述正确的是
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．常温时可以与H2化合生成液态化合物
D．其轨道表示式为
7．（2022·高二课时练习）下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是
选项 电子排布式 结论
A 1s2 2s2 2p2p2p 违背洪特规则
B 1s2s2p63s23p63d3 书写正确
C N的电子排布图： 书写正确
D 1s22s2 2p6 3s2 3p63d54s1 书写正确
A．A B．B C．C D．D
8．（2021·高二课时练习）下列四种元素中，其单质氧化性最强的是
A．原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素
B．位于元素周期表中第三周期ⅢA族的元素
C．原子最外层电子排布为2s22p6的元素
D．原子最外层电子排布为2s22p5的元素
9．（2021·高二课时练习）下列有关说法不正确的是
A．基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理
B．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时，只能跃迁到稍高的能级，如从2s只能跃迁到2p
D．夜幕下的霓虹灯光、军事上使用的激光均与原子核外电子发生跃迁有关
10．（2022·高二课时练习）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氧原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为
A．+或- B．0 C．1或-1 D．+或-
11．（2021·高二课时练习）下列说法中，正确的是
A．处于最低能量的原子叫做基态原子
B．表示能级有两个轨道
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
12．（2023春·高二课时练习）下列说法中正确的是
A．多电子原子的所有电子在同一区域里运动
B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多
13．（2021·高二课时练习）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低为
A． B．
C． D．
二、非选择题，共5小题
14．（2021·高二课时练习）根据所学的核外电子排布原则，解释下列事实：
(1)核电荷数为19的钾原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p64s1，而不是1s22s22p63s23p63d1____？
(2)原子序数为24的铬原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2____？
(3)某元素2p能级上有3个电子，这三个电子为什么按方式排布，而不按方式排布____？
(4)在元素周期表中，为什么第2、3周期均有8种元素，而第4、5周期均有18种元素，第6、7周期均有32种元素____？
15．（2022·高二课时练习）磷酸氯喹(结构如图所示)是由氢、碳、氮、氯、磷、氧元素组成的有机物，在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，我国印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中明确规定了其用量。
(1)碳、硅、储为同一主族元素，则基态硅原子核外有____种运动状态的电子，基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为_____。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式为_____。
(3)基态Cl原子中，核外电子占据最高能层的符号是____。
(4)氧元素基态原子核外K层电子的自旋状态_____(填“相同”或“相反”)。
16．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)基态Mn原子核外未成对电子有_______个。
(2)基态镁原子核外M层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。
(3)基态Ge原子有_______个未成对电子。
(4)镍元素基态原子的电子排布式为_______，3d能级上的未成对的电子数为_______。
(5)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_______。
(6)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_______，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(7)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。
(8)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_______、_______(填标号)。
A． B．
C． D．
(9)下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的是_______。
A．Fe2＋
B．Cu
C．Fe3＋
D．Cu＋
17．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。
①②③④⑤⑥
试判断，哪些违反了泡利原理？_______；哪些违反了洪特规则？_______。
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为_______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。
(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s ②3d ③4s ④3s ⑤4p ⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是_______(填序号)。
18．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)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_______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在_______对自旋相反的电子。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_______；Cu的基态原子最外层有_______个电子。
(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为_______，其价层电子的轨道表示式为_______。
(4)Na位于元素周期表第_______周期第_______族；S的基态原子核外有_______个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_______。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为_______。
(6)基态Fe原子有_______个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为_______。
(7)31Ga基态原子的核外电子排布式是_______。
(8)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。
(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为_______。
(10)Se原子序数为_______，其核外M层电子的排布式为_______。
(11)可正确表示原子轨道的是_______。
A．2s B．2d C．3pz D．3f
参考答案：
1．B
【详解】能级轨道上的电子处于半充满、全充满、全空状态时，原子较稳定，不易失去电子，p能级最多容纳6个电子，s能级最多容纳2个电子。 选项B中3p3为半充满状态稳定结构，不易失去电子，当其失去一个电子时，吸收的能量做最多。
故选B。
2．C
【详解】A．根据洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，因此违反了洪特规则，故A错误；
B．泡利原理是一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是泡利原理，故B错误；
C．根据洪特规则，6C的电子排布式，题给电子排布式违反了洪特规则，故C正确；
D．电子排布式(22Ti)违反了能量最低原理，故D错误；
答案为C。
3．B
【详解】A．最外层只有一个电子的原子的化学性质不一定相同，如H和Na，故A错误；
B．2p轨道上只有2个电子，应是Be，3p轨道上只有2个电子的，应是Mg，它们位于同一主族，化学性质具有相似性，故B正确；
C．原子核外电子排布式为1s2，该元素为He，属于稀有气体元素，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子，该元素为Be，属于金属元素，两者性质不相似，故C错误；
D．原子核外M层上仅有两个电子的X原子，核外电子排布式为1s22s22p63s2，该元素为Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子，价电子排布式，可以是4s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s2，分别是Ca、Fe、Co、Ni、Zn，它们化学性质不一定相似，故D错误；
答案为B。
4．C
【详解】A．基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，则最外层电子排布图为，故A错误；
B．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，则基态铜原子的价层电子轨道表示式为，故B错误；
C．Se是34号元素，则基态Se的简化电子排布式为，故C正确；
D．的最外层电子数是8，故D错误。
综上所述，答案为C。
5．D
【详解】A．第三电子层有s、p、d共3种轨道，A错误；
B．3d轨道最多容纳的电子数为10，B错误；
C．每一电子层最多容纳的电子数为2n2，第二电子层最多容纳8个电子，C错误；
D．无论是哪一电子层的s轨道，最多容纳的电子数均为2，D正确；
故选D。
6．B
【分析】价电子排布为3s23p4的原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其核电荷数为16，为S元素，据此分析解答。
【详解】A．O为8号元素，氧原子的价电子排布为2s22p4，故A错误；
B．S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理，S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，故B正确；
C．一定条件下，S与H2化合生成H2S，常温下为气体，故C错误；
D．S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其轨道表示式为，故D错误；
答案选B。
7．B
【详解】A．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，所以2p能级上电子排布图违背了洪特规则，A正确；
B．原子核外电子先占有能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，则没有填充4s能级违背了能量最低原理，B错误；
C．当电子排布在同一轨道时，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，C正确；
D．原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，全空、全满或半满时能量最低，则电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合构造原理和洪特规则特例，书写正确，D正确；
故选：B。
8．D
【详解】原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素为N，位于元素周期表中第三周期ⅢA族的元素为Al，原子最外层电子排布为2s22p6的元素为Ne，原子最外层电子排布为2s22p5的元素为F，非金属性F最强，故F2的氧化性最强；
故答案为D。
9．C
【详解】A．基态原子是指处于最低能量的原子，核外电子排布遵循能量最低原理，A项正确；
B．原子核外电子发生跃迁可以吸收能量，也可以释放能量，B项正确；
C．电子跃迁可以跨能级跃迁，如从2s跃迁到3s、3d等，C项错误；
D．霓虹灯光、激光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D项正确；
故选C。
10．C
【详解】基态氧原子的价电子排布图为信息给出一个原子轨道内的两个电子自旋磁量子数分别为和，洪特规则要求未成对电子优先独占轨道且自旋方向相同，则自旋磁量子数的代数和为()×2+()×4=-1，也可以是+1，因此C选项符合题意；答案为C。
11．A
【详解】A．原子具有的能量越高越不稳定，化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子，A正确；
B．3p能级有3个轨道，3p2 表示3p轨道上电子数为2，B错误；
C．能级符号相同，能层越大，电子能量越高,所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，C错误；
D．同一原子中，2p、3p、 4p能级的轨道数相等，都为3，D错误；
故选A。
12．C
【详解】A．原子核外有多电子时，电子的能量不尽相同，电子不可能都在同一区域里运动，而是分层排布的，A项错误；
B．能量低的电子在离原子核近的区域里运动即在低能层运动，而能量高的电子在离核远的区域即高能层运动，B项错误；
C．能量越低越稳定，根据构造原理可知，核外电子优先排布在能量较低的能级上，C项正确；
D．s能级最多容纳2个电子，与其所在能层高低无关，D项错误；
答案选C。
13．D
【详解】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，电子排布能量低的是1s、2s能级，能量高的是2s、2p能级，所以A、D能量低于B、C；A中1s能级有1个电子，2s能级有2个电子，D中1s能级有2个电子，2s能级有1个电子，所以能量最低的是D，答案选D。
14．(1)4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。
(2)根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
(3)根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。
(4)根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。
【详解】（1）根据构造原理，4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。
（2）根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
（3）根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。
（4）根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。
15．(1) 14
(2)
(3)M
(4)相反
【解析】（1）
把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；而在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子，自旋方向不同，运动状态也就不相同，即运动状态个数等于电子数；故基态硅原子核外有14种运动状态的电子；锗为第四周期ⅣA族元素，基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为。
（2）
氮为第二周期ⅤA族元素，氮原子价层电子的轨道表示式为。
（3）
能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；基态Cl原子中最外层电子层为M层，核外电子占据最高能层的符号是M。
（4）
泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反；氧元素基态原子的K层有2个电子，根据泡利原理，K层电子的自旋状态相反。
16．(1)5
(2)相反
(3)2
(4) 1s22s22p63s23p63d84s2 2
(5)
(6) 哑铃(纺锤)形
(7) N 球形
(8)DC
(9)CD
【解析】(1)
Mn是25号元素， 电子排布式1s22s22p63s23p63d54s2，根据核外电子排布规律可知，基态Mn原子核外未成对电子有5个。
(2)
镁的M层电子排布为3s2，根据泡利原理可知这两个电子自旋方向相反。
(3)
基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对电子。
(4)
Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级上的未成对电子数为2。
(5)
N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。
(6)
基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为，基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。
(7)
K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充子在s能级上，电子云轮廓图为球形。
(8)
根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。则能量最低和最高的分别为D、C(填标号)。
(9)
电子排布应先排满低能轨道，再排满高能轨道，因此，B不符合题意，而失去电子时，应先失去高能轨道电子，故C、D两项符合题意。
17．(1) ③ ②④⑥
(2) 1s22s22p63s23p4 H2SO4
(3)①④⑥③②⑤
【解析】(1)
同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违反了泡利原理；②中成单电子应自旋平行，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中成单电子自旋平行，所以②④⑥违反了洪特规则；
(2)
3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，对应基态应为1s22s22p63s23p4；此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4；
(3)
相同能级，能层越高，能量越高，同层能级能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf……，不同能层的能级间可能会出现能级交错现象，比如3d＞4s，故轨道能量由低到高顺序为：①④⑥③②⑤。
18．(1) 电子云 2
(2) 1s22s22p3 1
(3) 第四周期第ⅤB族
(4) 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(5)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(6) 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(8) 4 13
(9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(10) 34 3s23p63d10
(11)AC
【解析】(1)
电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述；的轨道表示式为，所以其基态原子中核外存在2对自旋状态相反的电子；
(2)
N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子；
(3)
钒在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。
(4)
Na元素属于短周期主族元素，核外有3个电子层，最外层有1个电子，故位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的核外电子排布式为：1s22s2sp63s23p4，其3p能级上2个电子各占据一个轨道，属于未成对电子，故此处填2；Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
(5)
Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
(6)
基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；
(7)
Ga元素为31号元素，核外有31个电子，对应电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1；
(8)
铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种伸展方向，故其核外电子云有4种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。
(9)
Mn的核外电子数为25，基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(10)
Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10；
(11)
L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故答案选AC。
一、单选题，共13小题
1．（2023春·高二课时练习）气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1
2．（2023春·高二课时练习）下列说法正确的是
A．错误，违反了泡利不相容原理
B．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是构造原理
C．的电子排布式违反了洪特规则
D．电子排布式违反了泡利不相容原理
3．（2023春·高二课时练习）下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是
A．最外层都只有一个电子的X、Y原子
B．2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子
C．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
4．（2022·高二课时练习）下列有关核外电子排布的表述正确的是
A．基态碳原子最外层电子排布图为
B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为
C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D．的结构示意图为
5．（2022·高二课时练习）下列说法正确的是
A．第三电子层有s、p共2种轨道
B．3d轨道最多容纳5个电子
C．第二电子层最多容纳18个电子
D．无论是哪一电子层的s轨道，最多容纳的电子数均为2
6．（2017·高二课时练习）下列关于价电子排布为3s23p4的原子描述正确的是
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．常温时可以与H2化合生成液态化合物
D．其轨道表示式为
7．（2022·高二课时练习）下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是
选项 电子排布式 结论
A 1s2 2s2 2p2p2p 违背洪特规则
B 1s2s2p63s23p63d3 书写正确
C N的电子排布图： 书写正确
D 1s22s2 2p6 3s2 3p63d54s1 书写正确
A．A B．B C．C D．D
8．（2021·高二课时练习）下列四种元素中，其单质氧化性最强的是
A．原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素
B．位于元素周期表中第三周期ⅢA族的元素
C．原子最外层电子排布为2s22p6的元素
D．原子最外层电子排布为2s22p5的元素
9．（2021·高二课时练习）下列有关说法不正确的是
A．基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理
B．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时，只能跃迁到稍高的能级，如从2s只能跃迁到2p
D．夜幕下的霓虹灯光、军事上使用的激光均与原子核外电子发生跃迁有关
10．（2022·高二课时练习）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氧原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为
A．+或- B．0 C．1或-1 D．+或-
11．（2021·高二课时练习）下列说法中，正确的是
A．处于最低能量的原子叫做基态原子
B．表示能级有两个轨道
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
12．（2023春·高二课时练习）下列说法中正确的是
A．多电子原子的所有电子在同一区域里运动
B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多
13．（2021·高二课时练习）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低为
A． B．
C． D．
二、非选择题，共5小题
14．（2021·高二课时练习）根据所学的核外电子排布原则，解释下列事实：
(1)核电荷数为19的钾原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p64s1，而不是1s22s22p63s23p63d1____？
(2)原子序数为24的铬原子的电子排布为什么是1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2____？
(3)某元素2p能级上有3个电子，这三个电子为什么按方式排布，而不按方式排布____？
(4)在元素周期表中，为什么第2、3周期均有8种元素，而第4、5周期均有18种元素，第6、7周期均有32种元素____？
15．（2022·高二课时练习）磷酸氯喹(结构如图所示)是由氢、碳、氮、氯、磷、氧元素组成的有机物，在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，我国印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中明确规定了其用量。
(1)碳、硅、储为同一主族元素，则基态硅原子核外有____种运动状态的电子，基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为_____。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式为_____。
(3)基态Cl原子中，核外电子占据最高能层的符号是____。
(4)氧元素基态原子核外K层电子的自旋状态_____(填“相同”或“相反”)。
16．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)基态Mn原子核外未成对电子有_______个。
(2)基态镁原子核外M层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。
(3)基态Ge原子有_______个未成对电子。
(4)镍元素基态原子的电子排布式为_______，3d能级上的未成对的电子数为_______。
(5)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_______。
(6)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_______，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(7)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。
(8)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_______、_______(填标号)。
A． B．
C． D．
(9)下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的是_______。
A．Fe2＋
B．Cu
C．Fe3＋
D．Cu＋
17．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。
①②③④⑤⑥
试判断，哪些违反了泡利原理？_______；哪些违反了洪特规则？_______。
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为_______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。
(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s ②3d ③4s ④3s ⑤4p ⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是_______(填序号)。
18．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)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_______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在_______对自旋相反的电子。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_______；Cu的基态原子最外层有_______个电子。
(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为_______，其价层电子的轨道表示式为_______。
(4)Na位于元素周期表第_______周期第_______族；S的基态原子核外有_______个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_______。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为_______。
(6)基态Fe原子有_______个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为_______。
(7)31Ga基态原子的核外电子排布式是_______。
(8)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。
(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为_______。
(10)Se原子序数为_______，其核外M层电子的排布式为_______。
(11)可正确表示原子轨道的是_______。
A．2s B．2d C．3pz D．3f
参考答案：
1．B
【详解】能级轨道上的电子处于半充满、全充满、全空状态时，原子较稳定，不易失去电子，p能级最多容纳6个电子，s能级最多容纳2个电子。 选项B中3p3为半充满状态稳定结构，不易失去电子，当其失去一个电子时，吸收的能量做最多。
故选B。
2．C
【详解】A．根据洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，因此违反了洪特规则，故A错误；
B．泡利原理是一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是泡利原理，故B错误；
C．根据洪特规则，6C的电子排布式，题给电子排布式违反了洪特规则，故C正确；
D．电子排布式(22Ti)违反了能量最低原理，故D错误；
答案为C。
3．B
【详解】A．最外层只有一个电子的原子的化学性质不一定相同，如H和Na，故A错误；
B．2p轨道上只有2个电子，应是Be，3p轨道上只有2个电子的，应是Mg，它们位于同一主族，化学性质具有相似性，故B正确；
C．原子核外电子排布式为1s2，该元素为He，属于稀有气体元素，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子，该元素为Be，属于金属元素，两者性质不相似，故C错误；
D．原子核外M层上仅有两个电子的X原子，核外电子排布式为1s22s22p63s2，该元素为Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子，价电子排布式，可以是4s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s2，分别是Ca、Fe、Co、Ni、Zn，它们化学性质不一定相似，故D错误；
答案为B。
4．C
【详解】A．基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，则最外层电子排布图为，故A错误；
B．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，则基态铜原子的价层电子轨道表示式为，故B错误；
C．Se是34号元素，则基态Se的简化电子排布式为，故C正确；
D．的最外层电子数是8，故D错误。
综上所述，答案为C。
5．D
【详解】A．第三电子层有s、p、d共3种轨道，A错误；
B．3d轨道最多容纳的电子数为10，B错误；
C．每一电子层最多容纳的电子数为2n2，第二电子层最多容纳8个电子，C错误；
D．无论是哪一电子层的s轨道，最多容纳的电子数均为2，D正确；
故选D。
6．B
【分析】价电子排布为3s23p4的原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其核电荷数为16，为S元素，据此分析解答。
【详解】A．O为8号元素，氧原子的价电子排布为2s22p4，故A错误；
B．S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理，S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，故B正确；
C．一定条件下，S与H2化合生成H2S，常温下为气体，故C错误；
D．S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其轨道表示式为，故D错误；
答案选B。
7．B
【详解】A．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，所以2p能级上电子排布图违背了洪特规则，A正确；
B．原子核外电子先占有能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，则没有填充4s能级违背了能量最低原理，B错误；
C．当电子排布在同一轨道时，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，C正确；
D．原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，全空、全满或半满时能量最低，则电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合构造原理和洪特规则特例，书写正确，D正确；
故选：B。
8．D
【详解】原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素为N，位于元素周期表中第三周期ⅢA族的元素为Al，原子最外层电子排布为2s22p6的元素为Ne，原子最外层电子排布为2s22p5的元素为F，非金属性F最强，故F2的氧化性最强；
故答案为D。
9．C
【详解】A．基态原子是指处于最低能量的原子，核外电子排布遵循能量最低原理，A项正确；
B．原子核外电子发生跃迁可以吸收能量，也可以释放能量，B项正确；
C．电子跃迁可以跨能级跃迁，如从2s跃迁到3s、3d等，C项错误；
D．霓虹灯光、激光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D项正确；
故选C。
10．C
【详解】基态氧原子的价电子排布图为信息给出一个原子轨道内的两个电子自旋磁量子数分别为和，洪特规则要求未成对电子优先独占轨道且自旋方向相同，则自旋磁量子数的代数和为()×2+()×4=-1，也可以是+1，因此C选项符合题意；答案为C。
11．A
【详解】A．原子具有的能量越高越不稳定，化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子，A正确；
B．3p能级有3个轨道，3p2 表示3p轨道上电子数为2，B错误；
C．能级符号相同，能层越大，电子能量越高,所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，C错误；
D．同一原子中，2p、3p、 4p能级的轨道数相等，都为3，D错误；
故选A。
12．C
【详解】A．原子核外有多电子时，电子的能量不尽相同，电子不可能都在同一区域里运动，而是分层排布的，A项错误；
B．能量低的电子在离原子核近的区域里运动即在低能层运动，而能量高的电子在离核远的区域即高能层运动，B项错误；
C．能量越低越稳定，根据构造原理可知，核外电子优先排布在能量较低的能级上，C项正确；
D．s能级最多容纳2个电子，与其所在能层高低无关，D项错误；
答案选C。
13．D
【详解】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，电子排布能量低的是1s、2s能级，能量高的是2s、2p能级，所以A、D能量低于B、C；A中1s能级有1个电子，2s能级有2个电子，D中1s能级有2个电子，2s能级有1个电子，所以能量最低的是D，答案选D。
14．(1)4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。
(2)根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
(3)根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。
(4)根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。
【详解】（1）根据构造原理，4s能级的能量比3d能级的能量低，所以电子先排在4s能级上。
（2）根据洪特规则的特例，能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
（3）根据洪特规则，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽量先分占不同的轨道且自旋状态相同。
（4）根据鲍林近似能级图，第2、3周期只有s和p能级，共有4个轨道，每一轨道上最多容纳2个电子，又由于每个周期所容纳的元素种类与该周期容纳的最多电子数目相等，所以第2、3周期均为8种元素；在第4、5周期元素包含的能级为ns、mp.(n-1)d，共9个原子轨道，最多容纳18个电子，所以在第4、5周期中可以排18种元素；第6、7周期元素所包含的能级除ms、mp、(n-1)d外，还有(n-2)f，故多出了7个原子轨道，14个电子，对应多出了14种元素，共32种元素。
15．(1) 14
(2)
(3)M
(4)相反
【解析】（1）
把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；而在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子，自旋方向不同，运动状态也就不相同，即运动状态个数等于电子数；故基态硅原子核外有14种运动状态的电子；锗为第四周期ⅣA族元素，基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为。
（2）
氮为第二周期ⅤA族元素，氮原子价层电子的轨道表示式为。
（3）
能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；基态Cl原子中最外层电子层为M层，核外电子占据最高能层的符号是M。
（4）
泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反；氧元素基态原子的K层有2个电子，根据泡利原理，K层电子的自旋状态相反。
16．(1)5
(2)相反
(3)2
(4) 1s22s22p63s23p63d84s2 2
(5)
(6) 哑铃(纺锤)形
(7) N 球形
(8)DC
(9)CD
【解析】(1)
Mn是25号元素， 电子排布式1s22s22p63s23p63d54s2，根据核外电子排布规律可知，基态Mn原子核外未成对电子有5个。
(2)
镁的M层电子排布为3s2，根据泡利原理可知这两个电子自旋方向相反。
(3)
基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对电子。
(4)
Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级上的未成对电子数为2。
(5)
N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。
(6)
基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为，基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。
(7)
K位于第四周期IA族，电子占据最高能层是第四层，即N层，最后一个电子填充子在s能级上，电子云轮廓图为球形。
(8)
根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。则能量最低和最高的分别为D、C(填标号)。
(9)
电子排布应先排满低能轨道，再排满高能轨道，因此，B不符合题意，而失去电子时，应先失去高能轨道电子，故C、D两项符合题意。
17．(1) ③ ②④⑥
(2) 1s22s22p63s23p4 H2SO4
(3)①④⑥③②⑤
【解析】(1)
同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违反了泡利原理；②中成单电子应自旋平行，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中成单电子自旋平行，所以②④⑥违反了洪特规则；
(2)
3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，对应基态应为1s22s22p63s23p4；此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4；
(3)
相同能级，能层越高，能量越高，同层能级能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf……，不同能层的能级间可能会出现能级交错现象，比如3d＞4s，故轨道能量由低到高顺序为：①④⑥③②⑤。
18．(1) 电子云 2
(2) 1s22s22p3 1
(3) 第四周期第ⅤB族
(4) 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(5)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(6) 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(8) 4 13
(9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(10) 34 3s23p63d10
(11)AC
【解析】(1)
电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述；的轨道表示式为，所以其基态原子中核外存在2对自旋状态相反的电子；
(2)
N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子；
(3)
钒在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。
(4)
Na元素属于短周期主族元素，核外有3个电子层，最外层有1个电子，故位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的核外电子排布式为：1s22s2sp63s23p4，其3p能级上2个电子各占据一个轨道，属于未成对电子，故此处填2；Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
(5)
Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
(6)
基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；
(7)
Ga元素为31号元素，核外有31个电子，对应电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1；
(8)
铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种伸展方向，故其核外电子云有4种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。
(9)
Mn的核外电子数为25，基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(10)
Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10；
(11)
L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故答案选AC。