第一节 原子结构 同步练习题
一、选择题
1.下列关于电子云示意图的叙述正确的是
A.电子云表示电子的运动轨迹
B.黑点的多少表示电子个数的多少
C.处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近出现的概率小,离核越远电子出现的概率越大
D.处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现
2.下列说法正确的是
A.元素Fe和Cu均位于元素周期表d区
B.键比键的电子云重叠程度大,因此键一定比键强度大
C.激光的产生、LED灯发光、焰火、荧光等都与电子跃迁有关
D.和两种有机物不能通过核磁共振氢谱鉴别
3.下列叙述中不正确的是
A.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B.p轨道电子云轮廓图是哑铃形
C.电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述
D.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有两个未成对电子的原子对应为同一元素
4.下列说法正确的是
A.L能层含有2s、2p和2d三个能级 B.原子中s轨道的电子云轮廓都为球形
C.原子中3d2表示3d能级有两个轨道 D.F处于同一能层的电子能量一定相同
5.下列N原子轨道表示式表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
6.下列叙述中,正确的是
A.各电子层含有的原子轨道数为2n2
B.各电子层的能级都是从s能级开始,到f能级结束
C.不同的电子层所含的s能级的原子轨道数是不同的
D.s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5
7.下列化学用语的表达正确的是
A.原子核内有10个中子的氧原子:
B.的电子式:
C.的最外层电子排布式:
D.电离:
8.下列有关Fe、Co、Ni及其化合物的说法错误的是
A.Fe、 Co、Ni 均位于第四周期第VIII族
B.Fe、 Co、Ni 基态原子未成对电子数分别为4、3、2
C.Fe、 Co、Ni以及它们的合金为黑色金属材料
D.FeO 在空气中受热会迅速变为Fe3O4
9.N原子核外能量最高的电子具有不同的
A.电子亚层 B.电子云伸展方向 C.电子云形状 D.自旋方向
10.下列说法正确的是
A.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5
B.高温时CuO比Cu2O稳定
C.基态碳原子价电子的轨道表示式:
D.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
二、填空题
11.请回答下列问题
(1)某元素的原子序数为33,则:此元素原子的电子总数是______;有_____个不同运动状态的电子,有____个电子层,____个能级;简化的电子排布式为__________。
(2)1s22s22p63s23违背了____________。核电荷数为24的元素,其价电子排布的轨道表示式______,其原子的最外层电子数和未成对电子数分别为_____和_____。
(3)电子排布式为1s22s22p63s23p6某微粒的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种微粒的符号是________, 原子核外电子云有________种不同的伸展方向。
12.处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率分布可用_______形象化描述;在基态原子中,最高电子层的原子轨道有_______个。
13.量子力学告诉我们:ns能级各有_______个轨道,np能级各有_______个轨道,nd能级各有_______个轨道,nf能级各有_______个轨道。
14.电子排布的轨道表示式
(1)电子排布的轨道表示式的定义_______。
(2)H、O的基态原子的轨道表示式_______。
(3)电子排布的轨道表示式的书写方法_______。
(4)概念辨析:简并轨道、单电子、电子对、自旋平行、自旋相反_______。
15.按要求完成下列填空:
(1)基态的电子排布式为______。
(2)基态的价层电子排布式为______。
(3)基态的结构示意图为______。
(4)基态的轨道表示式为______。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小,A错误;
B.电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小,B错误;
C.1s轨道的电子云呈球形对称,在原子核附近小黑点密集,电子出现的概率大,离核越远电子出现的概率越小,C错误;
D.处在2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称,电子主要在xy平面的上、下方出现,D正确;
故选D。
2.C
解析:A.Cu在周期表中位于ds区,Fe属于第ⅤⅢ族元素,位于d区,故A错误;
B.σ键不一定比π键强度大,如氮气中σ键的强度比π键强度小,故B错误;
C.电子跃迁本质上是组成物质的粒子(原子、离子或分子)中电子的一种能量变化,焰激光的产生、LED灯发光、焰火、荧光等发光时原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色,与电子跃迁有关,故C正确;
D.和中均含3种H,但各种氢原子的具体位置不同,则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同,可以用核磁共振氢谱来鉴别,故D错误;
故选:C。
3.D
解析:A.不同元素的原子吸收光谱和发射光谱不同,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,A正确;
B.p电子云轮廓图呈哑铃形,B正确;
C.决定电子运动状态有四个量:主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数,所以电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述,C正确;
D.3p能级上只有一个空轨道的原子是Si,3p能级上有两个未成对电子的原子是Si或S,D错误;
故选D。
4.B
解析:A.第二能层含有2s、2p两个能级,所以不存在2d能级,选项A错误;
B.s轨道的电子云轮廓为球形,选项B正确;
C.d能级的轨道数为5,即3d能级有5个轨道,3d2表示3d能级有两个电子,选项C错误;
D.F 处于同一能层的电子,可能是处于不同的能级,所以能量不一定相同,选项D错误;
答案选B。
5.D
【分析】原子核外电子排布式中,电子所占的轨道能量越高,该原子的能量就越高,对于N原子,轨道的能量,因此轨道的电子越多,能量越高。
解析:A. N原子的基态的轨道表示式,轨道有3个电子;
B.轨道有1个电子激发后跃迁到轨道,轨道有4个电子;
C.轨道有1个电子激发后跃迁到轨道,轨道有4个电子;
D.、轨道各有1个电子激发后跃迁到轨道,轨道有5个电子;
故答案选D。
6.D
解析:A.各电子层含有的原子轨道数为n2,故A错误;
B.各电子层的能级都是从s能级开始,但是不一定到f能级结束,如第一电子层只有s能级,无f能级,第二电子层只有s、p能级,无f能级,故B错误;
C. s能级的原子轨道数为1,则不同的能层所含的s能级的原子轨道数是相同的,故C错误;
D.n为能层序数,各能级的原子轨道数按s、p、d的顺序依次为1、3、5,故D正确;
答案选D。
7.C
解析:A.原子核内有10个中子的氧原子的质子数为8、质量数为18,原子符号为,故A错误;
B.氯化铵是离子化合物,电子式为 ,故B错误;
C.铁元素的原子序数为26,铁离子的最外层电子排布式为,故C正确;
D.亚硫酸钠在溶液中电离出钠离子和亚硫酸氢根离子,电离方程式为,故D错误;
故选C。
8.C
解析:A.Fe、Co、Ni位于元素周期表中第四周期第VIII族,A选项正确;
B.Fe是26号元素,基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。Co、Ni的基态原子的价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2,三种元素原子的核外未成对电子数分别为4、3、2,B选项正确;
C.黑色金属材料通常是指铁和以铁为基础元素的合金,C选项错误;
D.Fe2+具有较强还原性,在空气中加热易被部分氧化为+3价生成稳定的Fe3O4,D选项正确;
答案选C。
9.B
【分析】N原子核外电子排布为1s22s22p3,N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子。
解析:A.N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子,这三个电子都在2p亚层,故A不符合题意;
B.三个电子有三个伸展方向分别为px、py、pz,故B符合题意;
C.p轨道电子云形状为纺锤形,故C不符合题意;
D.p轨道三个电子自旋方向相同,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
10.A
解析:A.铁元素是26号元素,Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,A选项正确;
B.Cu+价电子排布式为3d10,全充满,更稳定,所以高温时Cu2O更稳定,B选项错误;
C.基态碳原子的价电子的轨道表示式为,C选项错误;
D.第一周期为1s1到1s2,D选项错误。
二、填空题
11.(1) 33 33 4 8 [Ar]3d104s24p3
(2) 洪特规则 1 6
(3) S2- 4
解析:(1)原子序数为33的元素原子的电子总数是33,有33个不同运动状态的电子。根据原子的核外电子数,按照核外电子在原子轨道上的排布顺序是1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s…书写出其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,可知有4个电子层,8个能级,简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
(2)洪特规则:电子排布在同一能级的不同轨道时优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同知 1s22s22p63s23违背了洪特规则。核电荷数为24的元素为Cr,其原子核外有24个电子,电子排布式为[Ar]3d54s1,所以其价电子排布的轨道表示式,其原子的最外层电子数为1,未成对电子数为6。
(3)电子排布式为1s22s22p63s23p6某微粒的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种微粒是硫离子,这种微粒的符号是S2-,s轨道只有1个伸展方向、p轨道有3个伸展方向,核外电子排布为1s22s22p63s23p6,涉及3个s轨道、2个p轨道,因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4个。
12. 电子云 4
解析:处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率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;14C原子核外有6个电子,故其基态原子核外电子排布式为,其最高电子层是L层,L层有2s和2p两个能级,其中2s能级有1个轨道,2p能级有3个轨道,14C原子的最高电子层共有4个原子轨道;故答案为电子云;4。
13.3 5 7
解析:略
14.(1)电子排布的轨道表示式(电子排布图):表示电子排布的一种图式
(2)H O
(3)①用□或○代表一个原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连
②不同能级中的□或○要相互分开,同一能级中的□或○要相互连接
③整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致
④通常在方框下方或者上方标记能级符号
⑤箭头表示一种自旋状态的电子,一个箭头表示一个电子,↓↑”称电子对 ,“↓”或“↑”表示单电子,箭头同向,自旋平行,箭头相反,自旋相反
⑥电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布,而电子排布图还给出了电 子在原子轨道中的自旋状态
(4)简并轨道:能量相同的原子轨道。单电子:“↓”或“↑”;电子对:↓↑;自旋平行:箭头同向;自旋相反:箭头相反
解析:(1)电子排布的轨道表示式(电子排布图):表示电子排布的一种图式;
(2)H的基态原子的轨道表示式为 ;O的基态原子的轨道表示式为 ;
(3)电子排布的轨道表示式的书写方法:①用□或○代表一个原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连;
②不同能级中的□或○要相互分开,同一能级中的□或○要相互连接;
③整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致;
④通常在方框下方或者上方标记能级符号;
⑤箭头表示一种自旋状态的电子,一个箭头表示一个电子,↓↑”称电子对 ,“↓”或“↑”表示单电子,箭头同向,自旋平行,箭头相反,自旋相反;
⑥电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布,而电子排布图还给出了电 子在原子轨道中的自旋状态;
(4)简并轨道:能量相同的原子轨道。单电子:“↓”或“↑”;电子对:↓↑;自旋平行:箭头同向;自旋相反:箭头相反。
15.
解析:(1)基态的电子排布式;
故答案为:。
(2)基态的电子排布式为,其价层电子排布式为4s;
故答案为:。
(3)基态的结构示意图为;
故答案为:。
(4)基态的电子排布式为,其轨道表示式为;
故答案为: