课时素养评价
一 能层与能级 构造原理与电子排布式
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.(2020·宜宾高二检测)下列说法错误的是
( )
A.地球上的非金属元素共有22种
B.宇宙大爆炸产生了氢、氦、锂元素
C.思辨性推测就是科学假设
D.地球上的元素绝大多数是金属元素
【解析】选C。科学假设要以已有的科学事实和理论为依据,更要用系统的科学观察和实验来验证,而思辨性推测是一种预言性推测,不是科学假设,故C项说法错误。
【补偿训练】
下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是
( )
①电子分层排布模型
②“葡萄干布丁”模型
③量子力学模型
④道尔顿原子学说
⑤核式模型
A.①③②⑤④ B.④②③①⑤
C.④②⑤①③
D.④⑤②①③
【解析】选C。阴极射线的发现、α粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究,对揭示原子内部结构的奥秘具有极为重要的作用。道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等人提出的原子结构模型对人类探索物质结构做出了巨大的贡献。原子结构模型的演变过程可以表述为道尔顿原子学说→汤姆生“葡萄干布丁”模型→卢瑟福核式模型→玻尔电子分层排布模型→量子力学模型。
2.(2020·南京高二检测)在同一个原子中,M能层上电子的能量与Q能层上电子的能量相比
( )
A.前者大于后者
B.后者大于前者
C.前者等于后者
D.无法确定
【解析】选B。能层低的能级能量低,M能层上电子的能量比Q能层上电子的能量低,B项正确。
3.(2020·泉州高二检测)某元素原子的核外有三个能层,最外能层有4个电子,该原子核内的质子数为
( )
A.14
B.15
C.16
D.17
【解析】选A。原子核外共有三个能层,最内能层只有1s能级,可容纳2个电子,第二能层有2s、2p两个能级,可容纳1×2+3×2=8个电子,最外能层有4个电子,所以该原子核外有14个电子,又因在原子中核外电子数等于核内质子数,故选A。
【补偿训练】
(2020·银川高二检测)电子在一个基态原子的下列能级中排布时,最后排布的是
( )
A.ns
B.np
C.(n-1)d
D.(n-2)f
【解析】选B。根据构造原理,原子中电子的排布顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np,最后排布的应为np能级。
【方法规律】判断原子轨道能量高低的方法
首先看能层,一般能层序数越大,能量越高。再看能级,同一能层中的各能级,能量是s
4.(2020·衡阳高二检测)主族元素原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是
( )
A.Ca2+ 1s22s22p63s23p6
B.O2- 1s22s22p4
C.Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
D.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
【解析】选B。氧原子的电子排布式为1s22s22p4,因此O2-的电子排布式为1s22s22p6,B错误。原子失去电子形成离子时,应先失去最外层上的电子。Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁元素生成Fe2+时,应先失去4s上的电子,故Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。
【补偿训练】
(2020·宁波高二检测)某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,下列关于该微粒的说法正确的是
( )
A.它的质子数一定是18
B.它的原子和37Cl可能互为同位素
C.它的单质一定是强还原剂
D.可以确定该微粒为Ar
【解析】选B。此微粒核外共有18个电子,可能是原子也可能是离子,离子又可能为阳离子Ca2+、K+或阴离子S2-、Cl-。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.(2020·绵阳高二检测)A、B、C分别代表三种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布式为ns1,B元素的原子价电子排布式为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍。
(1)C原子的电子排布式为________,若A元素的原子最外层电子排布式为1s1,则A与C形成的阴离子的电子式为__________。?
(2)当n=2时,B的原子结构示意图为________。?
(3)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,元素A在周期表中的位置是________。?
【解析】由C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,推出C为O元素;若n=2,则B的价电子排布式为2s22p2,B为碳元素。
答案:(1)1s22s22p4 (2)
(3)第二周期第ⅠA族
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.(2020·临沂高二检测)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2周期元素
B.位于元素周期表中第3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
【解析】选D。A项为N,B项为Al,C项为Ne,D项为F,F2的氧化性最强。
【互动探究】
(1)若将题干改成“其单质还原性最强的是”应该如何选择?
提示:选B。四种元素中只有B项元素的最外层电子数小于4,易失电子表现还原性。
(2)B项中所描述的元素的原子核外有几个能层几个能级?
提示:该元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,核外有3个能层,5个能级。
7.(2020·福州高二检测)下面是某些元素的最外层电子排布,各组指定的元素,不能形成AB2型化合物的是
( )
A.2s22p2和2s22p4
B.3s23p4和2s22p4
C.3s2和2s22p5
D.3s1和3s23p2
【解析】选D。A项为C和O,能形成CO2;B项为S和O,能形成SO2;C项为Mg和F,能形成MgF2;D项为Na和Si,不能形成AB2型化合物,故选D。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.现有aA、bB、cC、dD、eE五种短周期元素,A、B、C、D都是生命体不可缺少的重要元素。已知它们的原子序数有如下关系:a+b=c,a+c=d,b+c=e,B、D都有同素异形体。人类已知的化合物中,有一类化合物的种类已超过三千万,这类化合物中一般都含有A、B两种元素。E是一种生活中常用的金属。根据以上信息,回答下列有关问题:
(1)写出下列元素的名称:B________,E________。?
(2)写出E元素原子的电子排布式:_________________________。
(3)写出由上述五种元素中的四种元素组成的离子化合物的化学式(写出两种即可)___________________、________________。
(4)E用于焊接钢轨时的化学方程式为_____________________。
(5)A单质与C单质的化合反应是化学工业中的一个重要的反应,写出该反应的化学方程式:____________________________________________。?
【解析】短周期元素中有同素异形体的元素一般是C、O、P,超过三千万的物质是有机物,一般含C、H两元素。E是一种生活中常用的金属,应是铝。所以A是氢,B是碳,C是氮,D是氧,E是铝。
答案:(1)碳 铝 (2)1s22s22p63s23p1
(3)NH4HCO3 (NH4)2CO3
(4)
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3或8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3
(5)N2+3H22NH3
【补偿训练】
(2020·太原高二检测)(1)已知短周期元素A、B,A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M层电子数为a-b,L层电子数为a+b,则A为________(填元素符号,下同),B为________。?
(2)已知X元素原子的L层比Y元素原子的L层少3个电子,Y元素原子的核外电子总数比X元素多5,则X、Y分别为________、________。?
【解析】(1)短周期元素的原子最多有三个电子层(K、L、M),则A元素原子的次外层只可能为K层或L层,b只可能是2或8。又因为B元素原子的L层电子数为a+b,而L层最多容纳8个电子,所以b只可能等于2。由a+b=8,得a=6。故A元素原子的核外电子排布情况为K层2个电子,L层6个电子,则A为O;B元素原子的核外电子排布情况为K层2个电子,L层8个电子,M层4个电子,则B为Si。(2)根据题意,Y元素原子的核外电子总数比X元素多5,而Y元素原子的L层电子只比X元素多3个,故Y元素原子的最外层不是L层,而是M层。根据核外电子排布规律可知,L层为次外层时只能排8个电子,则X元素原子的L层为5个电子,其原子核外电子数为2+5=7,故X为N;Y元素原子核外电子数为7+5=12,故Y为Mg。
答案:(1)O Si (2)N Mg(共64张PPT)
第一章 原子结构与性质
第一节 原
子
结
构
第1课时 能层与能级
构造原理与电子排布式
一、开天辟地——原子的诞生
1.原子的诞生:
必备知识·自主学习
2.宇宙的组成元素及其含量:
(1)氢:约占原子总数的______。
(2)氦:约为氢原子数的____。
(3)其他:90多种天然元素的原子总数加起来不足___。
(4)地球上的元素绝大多数是_____,非金属(包括稀有气体)仅___种。
88.6%
1/8
1%
金属
22
二、能层与能级
1.能层:
在多电子原子中,核外电子的_____是不同的,根据电子的_____差异,将其分成
不同的能层。通常用符号K、L、M、N、O、P、Q……表示,其能量依次_____。
2.能级:
多电子原子中,同一_____的电子_____不同,将它们分成不同的能级,通常用
ns、np、nd、nf……表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f……的顺序
依次升高。
能量
能量
升高
能层
能量
3.能层、能级中所容纳的电子数:
能层
K
L
M
N
O
……
能级
___
___
___
___
___
___
___
___
___
___
5s
5p
……
……
最多电子数
2
2
6
2
6
10
__
__
___
___
__
__
……
……
2
8
18
___
……
……
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
2
6
10
14
2
6
32
【自主探索】
(1)判断下列说法是否正确。
①原子中每一个能层上都有s、p、d、f四个能级
( )
提示:×。第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级;第三能层(M),有s、p、d三种能级。
②同一个原子中不同能层上的s能级的能量都相等
( )
提示:×。不同能层上的s能级,能层数(n)越大,离原子核越远,能量越高,如E(1s)(2)不同的能层所含有的能级数与能层的序数(n)间存在什么关系?
提示:各能层的能级数=能层序数。如第1能层只有1个能级(1s),第2能层有2个能级(2s、2p)、第3能层有3个能级(3s、3p、3d)。
三、构造原理与电子排布式
1.构造原理:
(1)含义。
随着原子_________的递增,绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充
到各能级中:1s、2s、2p、3s、3p、4s、___、4p、5s、___、5p、6s、___、
___、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理。
核电荷数
3d
4d
4f
5d
(2)示意图。
2.电子排布式:
(1)概念:将_____上所排布的电子数标注在该能级符号_______,并按照能层从
左到右的顺序排列的式子。
(2)表示方法。
如Mg原子的电子排布式中数字和符号的意义为
铝原子的电子排布式为______________,也可写成__________。
能级
右上角
1s22s22p63s23p1
[Ne]3s23p1
【自主探索】
(1)做一做
①A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为
_____。
②B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素
符号为___,C的元素符号为__。
③D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为___,其基态原子的电子
排布式为___________________。
C或O
Cl
K
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2
(2)不同能层、不同能级(s、p、d、f)的排布遵循什么规律?
提示:ns<(n-2)f<(n-1)d(3)电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗?
提示:不一定相同,电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d顺序,而核外电子填充顺序是按构造原理。过渡元素电子排布式书写与电子填充顺序不一致。
关键能力·合作学习
知识点一 能层与能级?
1.能层、能级中的数量关系:
(1)任一能层,能级数=能层序数,且总是从s能级开始。
(2)以s、p、d、f……排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
(3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍,即2n2。
(4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。
2.能层、能级中的能量关系:
【特别警示】能层与能级的认识误区
(1)任何能层均含有s能级,但不是任何能层均含有任何能级。
(2)能层就是电子层。
(3)从第3能层开始出现d能级,且3d能级的能量大于4s能级。
【合作探究】
(1)(思维升华)能级符号通常用s、p、d、f等表示,p能级的能量一定比s能级的能量高吗?(宏观辨识与微观探析)
提示:不一定。同一能层中能级的能量从内到外依次升高,不同能层的同一能级的能量从内到外依次升高。当s和p能级不在同一能层时,p能级的能量不一定比s能级的能量高。
(2)基态原子当发现d能级时,电子按ns、(n-1)d的顺序填充,故失电子时,先失(n-1)d能级上的电子,该说法正确吗?试举例说明。
提示:不正确。如Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,电子先填充4s能级,再填充3d能级,但失电子时先失4s能级的电子,如Fe3+:
1s22s22p63s23p63d5。
【典例示范】
【典例】(2020·衡阳高二检测)下列有关认识,正确的是
( )
A.各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的二倍
B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C.各能层含有的能级数为n-1
D.各能层含有的电子数为2n2
【解题指南】解答本题要注意以下两点:
(1)构造原理的含义。
(2)能层与能级的组成及数量关系。
【解析】选A。根据构造原理,电子排布的能级顺序为1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d
4p
5s
4d
5p
6s
4f
5d
6p
7s……各个能层的能级数等于能层的序数;能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的二倍;各能层最多含有的电子数为2n2。
【误区警示】(1)任一能层,都是从s能级开始,且能级数与能层序数相同,并非都含s～f能级。
(2)每个能层最多容纳电子数是能层序数平方的二倍,但与实际填充的电子数不一定相同。
【素养训练】
1.(2020·成都高二检测)下列关于能层与能级的说法中不正确的是( )
A.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)
B.任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数
C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的
D.同一能层中不同能级的能量相同
【解析】选D。各能层最多容纳的电子数为2n2(n为能层序数),故A项正确;任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,故B项正确;同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数都为2,故C项正确;同一能层中不同能级的能量高低顺序是E(ns)2.(2020·邯郸高二检测)R元素的原子,其最外层的p能级电子数等于所有的能层s能级电子总数,则R可能是
( )
A.Li
B.Be
C.S
D.Ar
【解析】选D。若只有1个能层,不存在p能级;若有2个能层,则有两个s能级,则电子排布为1s22s22p4,为O元素;若有3个能层,则有三个s能级,则电子排布为1s22s22p63s23p6,为Ar元素,D正确。
【补偿训练】
1.下列说法中正确的是
( )
A.s能级的能量一定比p能级低
B.3p2表示第三能层上有两个电子
C.同一原子中,1s、2p、4p能级电子的能量逐渐减小
D.同一原子中,2p、3p、4p能级最多容纳的电子数相等
【解析】选D。高能层的s能级比低能层的p能级的能量高,A错误;3p2表示3p能级排了两个电子,B错误;同一原子中,1s、2p、4p能级电子的能量逐渐升高,C错误;p能级最多容纳6个电子,D正确。
2.(2020·盐城高二检测)下列叙述正确的是
( )
A.各能层含有的能级数目为n
B.每个能层最多可容纳的电子数是n2
C.同一能层中的不同能级的能量高低相同
D.不同能层中的s能级的能量高低相同
【解析】选A。各能层含有的能级数目为n;每个能层最多可容纳的电子数是2n2;同一能层中的不同能级的能量高低的顺序是E(ns) 知识点二 构造原理与电子排布式?
1.构造原理:
(1)简易识记图。
(2)实质:构造原理中的电子排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序。
(3)“能级交错”现象:由构造原理可知,核外电子所排布的能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……从中可以看出,从第三能层开始,各能级不完全遵循能层顺序,产生了能级交错排列,即产生“能级交错”现象;如E3d>E4s、E4d>E5s、E5d>E6s、E6d>E7s、E4f>E5p、E4f>E6s等。
2.电子排布式的书写:
电子排布式是指用来表示原子核外电子排布情况的表达式,如钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1。它能直接地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。
(1)简单原子的核外电子排布式。
按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C:1s22s22p2。
(2)复杂原子的核外电子排布式。
3.利用构造原理书写简化电子排布式
为了避免电子排布式过于烦琐,可以把内层电子达到稀有气体结构的部分,以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。
如K:1s22s22p63s23p64s1,其简化电子排布式为[Ar]4s1,其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式,即1s22s22p63s23p6。
【易错提醒】电子排布式书写的易错点
(1)电子排布式的书写:①要依据构造原理来完成;②对于副族元素要注意能级交错;③要注意“价电子排布”“核外电子排布”的区别;④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。
(2)电子排布式的几个特例。Cr:[Ar]3d54s1、Cu:[Ar]3d104s1。
【合作探究】
(1)(思维升华)各能级的能量是否按能层序数增大的顺序递增?
提示:不是。从第三能层开始出现了能层高的能级的能量比能层低的能级的能量低的现象,即能级交错现象。如4s<3d、5s<4d、6s<4f<5d等。
(2)(思维升华)书写电子排布式应注意的问题是什么?
提示:电子排布按构造原理填充,而写电子排布式时,按能层由小到大的顺序书写,同一能层按能级顺序连在一起。如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。
【典例示范】
【典例】(2020·长沙高二检测)按要求填空:
(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。
①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半:______________________。?
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍:________________。?
③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为__________、__________、________。?
(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5,则其元素符号为________。?
(3)基态Ti2+中,电子占据的最高的能层符号为________,该能层有____个能级。?
(4)写出基态砷原子的电子排布式__________________,砷位于元素周期表中________周期第________族。?
【解题指南】解答该题要注意以下三点:
(1)最外层电子数不超过8(K层为最外层时最多容纳2个电子)。
(2)书写电子式时按照能层由低到高的顺序书写,不能按电子的填充顺序书写。
(3)原子结构与元素在元素周期表中的位置之间的关系。
【解析】(1)①L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅。②当次外层为K层时,
最外层电子数则为3,为硼;当次外层为L层时,最外层电子数为1.5×8=12,违背
了排布规律,故不可能。③Ni的原子序数为28,根据构造原理,基态Ni原子的电
子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,故Ni2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;
基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5;硫原子序数为16,基态硫原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p4,故S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6。(2)根据价电子排布式
可知该元素有4个电子层,最外层有7个电子,位于元素周期表的第四周期第ⅦA
族,为Br元素。(3)Ti的原子序数为22,基态Ti原子的电子排布式为[Ar]3d24s2,
故基态Ti2+的电子排布式为[Ar]3d2,电子占据的最高能层符号为M,该能层有3s、3p、3d
3个能级。(4)砷的原子序数为33,基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3,位于第四周期第ⅤA族。
答案:(1)①1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 ②1s22s22p1或[He]2s22p1
③1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
1s22s22p63s23p6或
[Ne]3s23p6 (2)Br (3)M 3 (4)[Ar]3d104s24p3 四 ⅤA
【方法规律】简单离子电子排布式的书写
先写原子的电子排布式,然后再得失电子,写出对应离子的电子排布式。如:O2-的电子排布式,先写O原子的电子排布式为1s22s22p4,再得2个电子填充于2p能级,则O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式,先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,再失去3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3+电子排布式为[Ar]3d5,而不能先失去3d上的3个电子,再按能层顺序写成[Ar]3d34s2。
【素养训练】
(2020·湖州高二检测)按要求填空:
(1)基态B原子的电子排布式为____________。?
(2)基态N原子的价电子排布式为____________。?
(3)Se原子序数为____________,其核外M层电子的排布式为____________。?
(4)Li3N晶体中氮以N3-形式存在,基态N3-的电子排布式为____________。?
(5)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式:________________。?
【解析】B的核外有5个电子,电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。N原子最外层有5个电子,最高能层为2,价电子排布式为2s22p3。Se与O同主族。原子序数为34,N能层有6个电子,故其M层排满,M层电子排布式为3s23p63d10。N原子电子排布式为1s22s22p3,N原子得到3个电子所得N3-的电子排布式为1s22s22p6。Ga为第四周期第ⅢA族元素。故其原子最外层电子排布式为4s24p1,Ga原子电子排布式为[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1。
答案:(1)1s22s22p1或[He]2s22p1 (2)2s22p3 (3)34 3s23p63d10
(4)1s22s22p6 (5)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
【补偿训练】
1.39号元素钇的电子排布式正确的是( )
A.1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d1
B.1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2
C.1s22s22p63s23p63d104s24p64f15s2
D.1s22s22p63s23p63d104s24p65s25d1
【解析】选B。根据构造原理,电子填入能级的先后顺序为4s、3d、4p、5s、4d,因此钇元素原子的最后3个电子分别填入5s、4d能级,为5s2、4d1,电子并没有填入4f能级,C错误;也没有填入5d能级,D错误;A、B中电子填入能级的数目相同,但在写电子排布式时要按能层序数大小依次排列,而非能级能量的顺序,B正确。
2.根据下列叙述,写出元素名称,画出原子结构示意图,并写出核外电子排布
式。
(1)A元素的单质在常温下可与水剧烈反应,产生的气体能使带火星的木条复
燃:___________。?
(2)B元素的次外层电子数是最外层电子数的
:__。?
【解析】A元素为F,2F2+2H2O====4HF+O2;B元素最外层电子数为8,次外层电子数
为2。
答案:(1)氟
;1s22s22p5
(2)氖
;1s22s22p6
【课堂小结】
【三言两语话重点】
1.能层的划分依据是原子核外电子的能量差异,按K、L、M、N、O、P、Q……顺序,电子的能量依次升高。每一能层容纳的电子数为能层序数平方的2倍。
2.在每一能层中,
能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……;每一能层所包含的能级数等于能层序数。
3.原子核外电子按能量由低到高的顺序依次排布,遵循构造原理,从第三能层开始,产生“能级交错”现象。
4.电子排布式能直接反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。
5.书写电子排布式要按能层由小到大的顺序书写,同一能层按能级顺序书写。
课堂检测·素养达标
1.(2020·太原高二检测)下列图①、图②、图③所示的原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆生的观点的是
( )
A.①②③
B.③①②
C.③②①
D.②①③
【解析】选B。卢瑟福提出了原子的核式模型,道尔顿认为原子是一个实心的球体,汤姆生发现了电子,并提出了原子的“葡萄干布丁”模型。
【补偿训练】
下列说法中不符合现代大爆炸宇宙学理论的是
( )
A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸
B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素
C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母
D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子
【解析】选B。根据现代爆炸理论我们的宇宙诞生于一次大爆炸,故A正确;恒星在不断合成的元素是我们已知的元素,而不是新元素,故B错误;氢、氦等发生原子核的融合反应合成了其他元素,因此氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母,故C正确;宇宙的所有原子中,氢元素约占88.6%,故D正确。
2.(2020·冀州高二检测)在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是
( )
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
【解析】选C。A.在基态多电子原子中,能量低的电子排布在离原子核较近的区域,能量高的电子排布在离原子核较远的区域,因此最易失去的电子是离核较远的能量最高的电子,正确。B.电离能最小的电子能量最高,正确。C.在同一电子层中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量,但若是在不同的电子层中,则p轨道电子能量可能高于也可能低于s轨道电子能量,错误。D.电子的能量越低,就在离核越近的区域内运动,因此在离核最近区域内运动的电子能量最低,正确。
3.(2020·武汉高二检测)下列微粒符号正确的是
( )
A.2d1
B.3f7
C.6s3
D.7p2
【解析】选D。L层只有s、p两个能级,没有d能级,A错误;M层只有s、p、d三个能级,没有f能级,B错误;s能级只有一个轨道,最多只能容纳2个电子,C错误;Q层有p能级,p能级有3个轨道,最多容纳6个电子,D正确。
【补偿训练】
1.(2020·长沙高二检测)下列叙述中,正确的是
( )
A.在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内活动
B.核外电子总是先排在能量低的电子层上,例如只有排满了L层后才排M层
C.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同
D.微粒的最外层只能是8个电子才稳定
【解析】选B。原子核外区域能量不同,离核越近能量越低,离核越远能量越高,所以在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核远的区域内活动,A错误;
核外电子总是先排在能量低的、离核最近的轨道电子层里,例如一般先排满了L层后才排M层,B正确;
两种微粒,若核外电子排布完全相同,其性质不一定相同,如Na+和Ne核外都有10个电子,电子排布相同,但是二者性质不同,C错误;通常认为最外层有8个电子的结构是一种稳定结构,最外层是第一电子层时有2个电子也为稳定结构,D错误。
2.下列能级中可容纳电子最多的是
( )
A.6s
B.4p
C.3d
D.4f
【解析】选D。s能级最多容纳2个电子,p能级最多容纳6个电子,d能级最多容纳10个电子,而f能级最多容纳14个电子。
4.(2020·泉州高二检测)构造原理揭示的电子排布能级顺序,实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量,以下各式中正确的是( )
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)
B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
【解析】选B。根据构造原理,各能级能量的大小顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<
3d<4p<5s……能量由低到高,A项和D项正确顺序为:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);对于不同能层的相同能级,能层序数越大,能量越高,所以C项错误。
【互动探究】(1)如何比较同一电子层不同能级上的原子轨道的能量?
提示:同一电子层不同能级上的能量按照s、p、d、f的顺序依次升高。
(2)如何比较不同电子层上的相同能级的能量大小?
提示:相同能级符号的不同电子层上的电子,随着电子层数的增多,能量逐渐升高。
5.(教材习题改编)下列原子或离子的电子排布式正确的是( )
A.17Cl-:1s22s22p63s23p5
B.15P:1s22s22p63s33p2
C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1
D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5
【解析】选D。氯离子3p能级应排6个电子;磷原子的3s能级应排2个电子,3p能级应排3个电子;写电子排布式时,应将同能层的能级移到一起。
【补偿训练】
下列基态原子与离子的电子排布式错误的是
( )
A.K:1s22s22p63s23p64s1
B.F-:1s22s22p6
C.Fe:1s22s22p63s23p63d54s2
D.Kr:1s22s22p63s23p63d104s24p6
【解析】选C。题中K、F-和Kr的核外电子排布都符合构造原理,为能量最低状态,而Fe的核外电子排布应为1s22s22p63s23p63d64s2,电子数目不正确。
【方法规律】离子的电子排布式的书写流程
离子的电子排布式在书写时应以原子的电子排布式为基础,首先根据构造原理,写出相应原子的电子排布式,再根据原子得失电子的情况做出相应的调整,写出相应的离子的电子排布式。比如,钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1,当它失去一个电子时就变成钠离子,其电子排布式就变成1s22s22p6。
6.(1)某元素的原子序数为33,则
①此元素原子的电子总数是________;?
②有________个电子层,________个能级;?
③它的电子排布式为_____________。?
(2)写出S、Ca2+、Cl-的电子排布式:
①S:______________________;?
②Ca2+:____________________;?
③Cl-:_____________________。?
【解析】原子序数=核外电子数,故此原子的核外电子数为33,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)。
答案:(1)①33 ②4 8
③1s22s22p63s23p63d104s24p3
(或[Ar]3d104s24p3)
(2)①1s22s22p63s23p4
(或[Ne]3s23p4)
②1s22s22p63s23p6
③1s22s22p63s23p6