选择性必修2 1.1 第3课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 同步练习题(含解析)
文档属性
| 名称 | 选择性必修2 1.1 第3课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 同步练习题(含解析) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-03 14:14:02 | ||
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文档简介
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1.1第3课时 电子云与原子轨道
泡利原理 洪特规则 能量最低原理 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 下列有关电子云的叙述中，正确的是( )
A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B．电子云直观地表示了核外电子的数目
C．1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
2． 下列说法错误的是( )
A．CH4分子球棍模型：
B．基态Si原子价电子排布图：
C．第一电离能：N＞O＞C
D．石墨质软的原因是其层间作用力微弱
3． 观察1s轨道电子云图，判断下列说法正确的是( )
A．一个小点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小
4． 在d轨道中电子排布成，而不排布成，其直接的根据是( )
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理
C．原子轨道能级图 D．洪特规则
5． 下列离子中外层d轨道达半充满状态的是( )
A．Cr3＋ B．Fe3＋ C．Co3＋ D．Cu＋
6． 下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是( )
A．19K：1s22s22p63s23p7 B．24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5
7． 下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p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
C．M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1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
8． 下列元素能形成XY2型化合物的是( )
①原子序数分别为6和16的元素 ②核内质子数分别为14和8的元素 ③外围电子排布式分别是3s2和3s23p5的基态原子 ④轨道表示式分别为如下图所示的两种元素的基态原子
A．①②③④ B．①②③ C．②③ D．①
9． 下列关于价电子排布为4s24p4的原子的描述正确的是( )
A．其电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d104p4
D．其电子排布式可以简化为[Ar]3d104s24p4
10．某基态原子核外共有6个电子，分布在K与L能层上，在下列L层分布中正确的是
11． 如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是( )
A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
12．下列有关电子排布图的表述不正确的是( )
13．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )
A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量
B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量
C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋方向相同
D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似
14．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
15．具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子[]
D．原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子
二、填空题（本题包括4个小题，共40分）
16．(10分)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为____________________________________。
17．(10分)根据题给信息，回答下列问题。
(1)Cr3＋基态核外电子排布式为_________________________。
(2)钒(23V)在元素周期表中的位置为________，其价层电子排布图为_____________________。
(3)基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的第________族。
(4)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。
18．(10分)回答下列问题:
(1)n=2的电子层有______个能级，______种形状不同的电子云，有______个原子轨道，最多容纳______个电子。
(2)用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道 。
(3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象地描述。在基态14C原子中，核外存在________个运动状态不同的电子。
(4)基态K原子中,核外电子占据的最高电子层符号为________，占据该电子层电子的电子云图的形状为________。
19．(10分)有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一个原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C元素原子的最外层电子排布可表示为asaap2a；D为金属元素且M层上有一个未成对的p电子；E元素的原子核外最外层p轨道半充满；F元素原子的价电子排布式为3s23p5。
(1)写出A、C、F元素的元素符号：A________、C________、F________。
(2)写出基态D原子的电子排布式 。写出基态E原子的核外电子轨道表示式_________________________________。
(3)D元素原子核外电子云有________种不同的伸展方向，共有________种不同运动状态的电子，_________个不同能级的电子。
(4)B元素单质和氢化物的电子式：单质________，氢化物________。
1．答案：A
解析：为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小：点密集的地方，表示电子出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子出现的概率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率不为零，只是出现的概率很小。
2．答案：A
解析：C原子的半径大于H原子，因此CH4分子的球棍模型为，A错误；基态Si原子价电子排布式为3s23p2，排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半满状态，因此其第一电离能最大，则第一电离能：N>O>C，C正确；在石墨中，同层的C原子以共价键结合，而每层之间以范德华力结合，其层间作用力微弱，层与层之间可以滑动，因此较为松软，D正确。
3．答案：D
解析：电子在核外空间某一区域做无规则运动,且无固定半径。由图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,电子在该区域出现的概率大,不是在面上或内部,而是在整个区域。图中的小点不表示电子,而表示电子在此位置出现概率的大小。
4．答案：D
解析：本题考查学生对核外轨道表示式的理解。当多电子排布在相同能级时分别占据不同的原子轨道且自旋状态相同为洪特规则。
5．答案：B
解析：A.电子排布式：[Ar]3d3，d轨道3个电子不是半充满。B.电子排布式：[Ar]3d5(d轨道最多排满10个电子，此时5个电子为半充满)。C.Co为27号元素，Co原子电子排布式为[Ar]3d74s2，Co3＋电子排布式为[Ar]3d6。D.Cu为29号元素，Cu原子电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu＋电子排布式为[Ar]3d10，即d轨道为全充满状态。
6．答案：D
解析：A项中的“3p7”违背了泡利不相容原理，p能级有3个轨道，最多填充6个电子，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1；B项中的“3d44s2”违背了洪特规则特例，正确的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1；C项中的“3d2”违背了能量最低原理，根据构造原理，3d能级的能量大于4s能级，3p能级排满之后应该先排4s能级，故20Ca的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。
7．答案：C
解析：A中，3p能级有一个空轨道，根据洪特规则只能为，又根据能量最低原理，能量低于3p能级的轨道均已充满，即其电子排布式为1s22s22p63s23p2，两者为同种元素；B中，2p能级有一个未成对电子但无空轨道，即为，其排布式为1s22s22p5，两者也为同种元素；C中，M层有s、p、d三个能级，全充满且N层为4s2，应为3s23p63d104s2与3s23p63d64s2，非同种元素；D中，最外层电子排布为4s24p5，其电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故两者也为同种元素。
8．答案：B
解析：①中的两种元素分别为C和S，可以形成CS2；②中两元素分别为Si和O，可以形成SiO2；③中两种元素分别是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中两元素分别为Ne和Mg，不能形成化合物。
9．答案：D
解析：A项，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，错误；B项，违反了洪特规则，错误；C项，违反了泡利原理，错误；D正确。
10．答案：D
解析：A项错误，2s轨道应排满2个电子，且自旋方向相反；B项错误，2p轨道的2个电子自旋方向要相同；C项错误，2p轨道的2个电子应分占2个轨道，且自旋方向相同；D项正确，2p的3个轨道能量是相同的。
11．答案：D
解析：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，图甲就是电子云图(即概率密度分布图)。由于电子云图难以绘制，所以通常把电子出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，实际上这种电子云轮廓图就是我们常说的原子轨道图，故A错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px(沿x轴方向)、py(沿y轴方向)、pz(沿z轴方向)三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。
12．答案：D
解析：A项，单核10电子粒子基态时的电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，且自旋状态相反，正确；B项，违背了洪特规则，正确；C项，N原子的价层电子排布图为，正确；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。
13．答案：A
解析：Mg原子要从外界吸收能量才能由1s22s22p63s2(基态)变为1s22s22p63p2(激发态)，A对，B错；转化后位于p能级上的两个电子处于不同轨道，且自旋方向相同，C错；硅原子有14个电子，处于激发态的镁原子的电子数为12个，D错。
14．答案：D
解析：本题考查电子排布的轨道表示式，基态原子的电子排布应该使原子的能量最低。A项，E4s>E3d，且3d5不符合洪特规则，错误；B项，E4s>E3d，且ns2的电子排布不符合泡利原理，错误；C项，3d5电子排布不符合洪特规则，错误。
15．答案：B
解析：第一周期的氢、氮和第二周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子，显然它们分属于不同周期，故A错；3p能级只有一个空轨道的原子是硅，3p能级上有一个未成对电子的原子是铝和氯，同在第三周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是第二周期的氖，而最外层电子排布为2s22p6的离子可能是第二周期的氧、氟，也可能是第三周期的钠、镁、铝，故C错； 原子核外的M层上s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的原子可能是第三周期的氩，也可能是第四周期的钾、钙，故D错。
16．答案：(1)球 1 哑铃 3 (2)2p 三个互相垂直的伸展 氮
S
解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np 轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，其电子式是；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为。
17．答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
(2)第四周期ⅤB族
(3)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ
(4)电子云 2
解析：(1)基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，失去4s轨道的1个电子和3d轨道上的2个电子得到Cr3＋，故Cr3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。(2)钒(23V)的原子序数为23，位于周期表中第四周期ⅤB族，价层电子排布式为3d34s2，价层电子排布图为。(3)基态Ni原子的核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，位于元素周期表第Ⅷ族。(4)基态14C原子核外电子排布式为1s22s22p2,1s、2s轨道各存在1对自旋相反的电子，2p轨道上的2个电子自旋方向相同。
18．答案： (1)2 2 4 8 (2)2s、2px、2py、2pz (3)电子云 6 (4)N 球形
解析：(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p两种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n=2的电子层最多容纳8个电子。(2)n=2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz。(3)电子在原子核外出现的概率密度分布图像一团云雾，因而形象地称为电子云，用于描述电子的概率密度分布。原子中单个电子的空间运动状态可以用原子轨道来描述，并具有两种自旋状态中的一种，因此多电子原子中，不同电子的运动状态不同，故14C原子核外有6个运动状态不同的电子。(4)K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云图为球形。
19．答案：(1)H O Cl (2)1s22s22p63s23p1
(3)4 13 5 (4N H
解析：A原子只有一个原子轨道，可能是H或He，又因A是宇宙中最丰富的元素，则A为氢；B元素原子的核外电子排布为1s22s22p3，为氮；C的价电子排布为2s22p4，为氧；D元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，为铝；E元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p3，为磷，F为氯。s轨道只有1种伸展方向、p轨道有3种伸展方向，Al核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及s轨道和p轨道，因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4种；核外13个电子的运动状态各不相同，故核外有13种不同运动状态的电子，有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级。
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1.1第3课时 电子云与原子轨道
泡利原理 洪特规则 能量最低原理 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 下列有关电子云的叙述中，正确的是( )
A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B．电子云直观地表示了核外电子的数目
C．1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
2． 下列说法错误的是( )
A．CH4分子球棍模型：
B．基态Si原子价电子排布图：
C．第一电离能：N＞O＞C
D．石墨质软的原因是其层间作用力微弱
3． 观察1s轨道电子云图，判断下列说法正确的是( )
A．一个小点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小
4． 在d轨道中电子排布成，而不排布成，其直接的根据是( )
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理
C．原子轨道能级图 D．洪特规则
5． 下列离子中外层d轨道达半充满状态的是( )
A．Cr3＋ B．Fe3＋ C．Co3＋ D．Cu＋
6． 下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是( )
A．19K：1s22s22p63s23p7 B．24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5
7． 下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p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
C．M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1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
8． 下列元素能形成XY2型化合物的是( )
①原子序数分别为6和16的元素 ②核内质子数分别为14和8的元素 ③外围电子排布式分别是3s2和3s23p5的基态原子 ④轨道表示式分别为如下图所示的两种元素的基态原子
A．①②③④ B．①②③ C．②③ D．①
9． 下列关于价电子排布为4s24p4的原子的描述正确的是( )
A．其电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d104p4
D．其电子排布式可以简化为[Ar]3d104s24p4
10．某基态原子核外共有6个电子，分布在K与L能层上，在下列L层分布中正确的是
11． 如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是( )
A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
12．下列有关电子排布图的表述不正确的是( )
13．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )
A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量
B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量
C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋方向相同
D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似
14．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
15．具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子[]
D．原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子
二、填空题（本题包括4个小题，共40分）
16．(10分)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为____________________________________。
17．(10分)根据题给信息，回答下列问题。
(1)Cr3＋基态核外电子排布式为_________________________。
(2)钒(23V)在元素周期表中的位置为________，其价层电子排布图为_____________________。
(3)基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的第________族。
(4)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。
18．(10分)回答下列问题:
(1)n=2的电子层有______个能级，______种形状不同的电子云，有______个原子轨道，最多容纳______个电子。
(2)用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道 。
(3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象地描述。在基态14C原子中，核外存在________个运动状态不同的电子。
(4)基态K原子中,核外电子占据的最高电子层符号为________，占据该电子层电子的电子云图的形状为________。
19．(10分)有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一个原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C元素原子的最外层电子排布可表示为asaap2a；D为金属元素且M层上有一个未成对的p电子；E元素的原子核外最外层p轨道半充满；F元素原子的价电子排布式为3s23p5。
(1)写出A、C、F元素的元素符号：A________、C________、F________。
(2)写出基态D原子的电子排布式 。写出基态E原子的核外电子轨道表示式_________________________________。
(3)D元素原子核外电子云有________种不同的伸展方向，共有________种不同运动状态的电子，_________个不同能级的电子。
(4)B元素单质和氢化物的电子式：单质________，氢化物________。
1．答案：A
解析：为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小：点密集的地方，表示电子出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子出现的概率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率不为零，只是出现的概率很小。
2．答案：A
解析：C原子的半径大于H原子，因此CH4分子的球棍模型为，A错误；基态Si原子价电子排布式为3s23p2，排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半满状态，因此其第一电离能最大，则第一电离能：N>O>C，C正确；在石墨中，同层的C原子以共价键结合，而每层之间以范德华力结合，其层间作用力微弱，层与层之间可以滑动，因此较为松软，D正确。
3．答案：D
解析：电子在核外空间某一区域做无规则运动,且无固定半径。由图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,电子在该区域出现的概率大,不是在面上或内部,而是在整个区域。图中的小点不表示电子,而表示电子在此位置出现概率的大小。
4．答案：D
解析：本题考查学生对核外轨道表示式的理解。当多电子排布在相同能级时分别占据不同的原子轨道且自旋状态相同为洪特规则。
5．答案：B
解析：A.电子排布式：[Ar]3d3，d轨道3个电子不是半充满。B.电子排布式：[Ar]3d5(d轨道最多排满10个电子，此时5个电子为半充满)。C.Co为27号元素，Co原子电子排布式为[Ar]3d74s2，Co3＋电子排布式为[Ar]3d6。D.Cu为29号元素，Cu原子电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu＋电子排布式为[Ar]3d10，即d轨道为全充满状态。
6．答案：D
解析：A项中的“3p7”违背了泡利不相容原理，p能级有3个轨道，最多填充6个电子，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1；B项中的“3d44s2”违背了洪特规则特例，正确的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1；C项中的“3d2”违背了能量最低原理，根据构造原理，3d能级的能量大于4s能级，3p能级排满之后应该先排4s能级，故20Ca的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。
7．答案：C
解析：A中，3p能级有一个空轨道，根据洪特规则只能为，又根据能量最低原理，能量低于3p能级的轨道均已充满，即其电子排布式为1s22s22p63s23p2，两者为同种元素；B中，2p能级有一个未成对电子但无空轨道，即为，其排布式为1s22s22p5，两者也为同种元素；C中，M层有s、p、d三个能级，全充满且N层为4s2，应为3s23p63d104s2与3s23p63d64s2，非同种元素；D中，最外层电子排布为4s24p5，其电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故两者也为同种元素。
8．答案：B
解析：①中的两种元素分别为C和S，可以形成CS2；②中两元素分别为Si和O，可以形成SiO2；③中两种元素分别是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中两元素分别为Ne和Mg，不能形成化合物。
9．答案：D
解析：A项，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，错误；B项，违反了洪特规则，错误；C项，违反了泡利原理，错误；D正确。
10．答案：D
解析：A项错误，2s轨道应排满2个电子，且自旋方向相反；B项错误，2p轨道的2个电子自旋方向要相同；C项错误，2p轨道的2个电子应分占2个轨道，且自旋方向相同；D项正确，2p的3个轨道能量是相同的。
11．答案：D
解析：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，图甲就是电子云图(即概率密度分布图)。由于电子云图难以绘制，所以通常把电子出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，实际上这种电子云轮廓图就是我们常说的原子轨道图，故A错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px(沿x轴方向)、py(沿y轴方向)、pz(沿z轴方向)三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。
12．答案：D
解析：A项，单核10电子粒子基态时的电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，且自旋状态相反，正确；B项，违背了洪特规则，正确；C项，N原子的价层电子排布图为，正确；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。
13．答案：A
解析：Mg原子要从外界吸收能量才能由1s22s22p63s2(基态)变为1s22s22p63p2(激发态)，A对，B错；转化后位于p能级上的两个电子处于不同轨道，且自旋方向相同，C错；硅原子有14个电子，处于激发态的镁原子的电子数为12个，D错。
14．答案：D
解析：本题考查电子排布的轨道表示式，基态原子的电子排布应该使原子的能量最低。A项，E4s>E3d，且3d5不符合洪特规则，错误；B项，E4s>E3d，且ns2的电子排布不符合泡利原理，错误；C项，3d5电子排布不符合洪特规则，错误。
15．答案：B
解析：第一周期的氢、氮和第二周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子，显然它们分属于不同周期，故A错；3p能级只有一个空轨道的原子是硅，3p能级上有一个未成对电子的原子是铝和氯，同在第三周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是第二周期的氖，而最外层电子排布为2s22p6的离子可能是第二周期的氧、氟，也可能是第三周期的钠、镁、铝，故C错； 原子核外的M层上s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的原子可能是第三周期的氩，也可能是第四周期的钾、钙，故D错。
16．答案：(1)球 1 哑铃 3 (2)2p 三个互相垂直的伸展 氮
S
解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np 轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，其电子式是；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为。
17．答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
(2)第四周期ⅤB族
(3)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ
(4)电子云 2
解析：(1)基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，失去4s轨道的1个电子和3d轨道上的2个电子得到Cr3＋，故Cr3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。(2)钒(23V)的原子序数为23，位于周期表中第四周期ⅤB族，价层电子排布式为3d34s2，价层电子排布图为。(3)基态Ni原子的核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，位于元素周期表第Ⅷ族。(4)基态14C原子核外电子排布式为1s22s22p2,1s、2s轨道各存在1对自旋相反的电子，2p轨道上的2个电子自旋方向相同。
18．答案： (1)2 2 4 8 (2)2s、2px、2py、2pz (3)电子云 6 (4)N 球形
解析：(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p两种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n=2的电子层最多容纳8个电子。(2)n=2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz。(3)电子在原子核外出现的概率密度分布图像一团云雾，因而形象地称为电子云，用于描述电子的概率密度分布。原子中单个电子的空间运动状态可以用原子轨道来描述，并具有两种自旋状态中的一种，因此多电子原子中，不同电子的运动状态不同，故14C原子核外有6个运动状态不同的电子。(4)K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云图为球形。
19．答案：(1)H O Cl (2)1s22s22p63s23p1
(3)4 13 5 (4N H
解析：A原子只有一个原子轨道，可能是H或He，又因A是宇宙中最丰富的元素，则A为氢；B元素原子的核外电子排布为1s22s22p3，为氮；C的价电子排布为2s22p4，为氧；D元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，为铝；E元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p3，为磷，F为氯。s轨道只有1种伸展方向、p轨道有3种伸展方向，Al核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及s轨道和p轨道，因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4种；核外13个电子的运动状态各不相同，故核外有13种不同运动状态的电子，有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级。
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