课时跟踪检测（二）能量最低原理电子云与原子轨道1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也增多D.与s电子原子轨道相同,p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大解析：选D A项,电子云只是一种对核外电子运动的“形象”描述；B项,核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一定的轨道；C项,p能级在任何能层均只有3个轨道。
2.当碳原子的核外电子排布由转变为时,下列说法正确的是()①碳原子由基态变为激发态②碳原子由激发态变为基态③碳原子要从外界环境中吸收能量④碳原子要向外界环境中释放能量A.①②B.②③C.①③D.②④解析：选C核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3,碳原子体系能量升高,由基态变为激发态,要从外界环境中吸收能量。
3.观察1s轨道电子云示意图,判断下列说法正确的是()A.一个小黑点表示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轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少解析：选D由电子云图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近出现的概率最大,离核越远,出现的概率越小。
图中的小黑点不表示电子,而表示电子曾经出现过的位置。
4.基态硅原子的最外能层的各能级中,电子排布的方式正确的是()解析：选C基态硅原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则,只有C选项正确。
5.对于Fe的下列电子排布,正确的是()解析：选A Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,据洪特规则可知A正确。
6.某原子核外电子排布为n s2n p7,它违背了()A.泡利原理B.能量最低原理C.洪特规则D.洪特规则特例解析：选A p能级有三个轨道,根据泡利原理,每个轨道最多排2个电子,故p能级最多排6个电子,不可能排7个,故违背泡利原理。
7.下列原子中未成对电子数最多的是()A.CB.OC.ND.Cl解析：选C本题综合考查能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
各原子的轨道表示式为碳原子有2个未成对电子,氧原子有2个未成对电子,氮原子有3个未成对电子,氯原子有1个未成对电子。
8.下列3d能级的电子排布图正确的是()解析：选B A、D中同一个原子轨道内电子的自旋状态相同,违反了泡利原理；C违反了洪特规则——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,而且电子的自旋状态相同。
9.K层有________个能级,用符号分别表示为__________；L层有______个能级,用符号分别表示为______；M层有________个能级,用符号分别表示为__________。
由此可推知n 能层最多可能有________个能级,能量最低的两个能级其符号分别表示为__________,它们的原子轨道电子云形状分别为__________、__________。
解析：此题对能层和能级的关系作了总结,有助于理解和掌握以下几个基本内容：①第n个能层有n个能级；②核外电子的能量取决于该电子所处的能层和能级；③s能级和p能级电子云的形状。
答案：11s22s、2p33s、3p、3d n n s、n p球形哑铃形10.下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列),根据要求回答下列各小题：K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge(1)在以上元素的基态原子的电子排布中,4s轨道只有1个电子的元素有________(填元素名称)。
(2)写出Cr3＋的电子排布式____________________________________________。
(3)Fe3＋的化学性质比Fe2＋稳定,其原因是______________________________________________________________________________________________________。
(4)前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
解析：(1)由核外电子排布轨道能量顺序可知,4s轨道只有1个电子,则3d轨道可能为0(全空)、5(半充满)、10(全充满),则有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为钾、铬、铜。
(2)Cr原子失去3个电子生成Cr3＋,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(3)Fe3＋的电子排布式为[Ar]3d5,Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6,Fe3＋的3d5半充满结构更稳定。
(4)分周期一一讨论,第一周期中基态原子中未成对电子数为1个的是氢原子,第二周期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p2或1s22s22p4,是碳原子或氧原子,第三周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3,是磷原子,第四周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素,符合条件的只有铁原子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,因此共有5种元素符合题意。
答案：(1)钾、铬、铜(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)(3)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态(4)51.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是()A.HeB.C.1s2D.解析：选D A、B、C三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子,但是不能说明这两个电子的运动状态,而D项说明两个电子均在1s能级,且自旋状态相反。
2.下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是()A.钠原子：1s22s22p7B.铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2C.铁原子：1s22s22p63s23p63d8D.氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6解析：选D A项违背了泡利原理；B项违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态；C项违背了能量最低原理。
3.人们把电子云轮廓图称为原子轨道,下列有关说法错误的是()A.s电子的原子轨道都是球形的,2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散B.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,能量相同C.p电子能量一定高于s电子能量D.处于同一原子轨道电子,自旋状态有两种解析：选C同一电子层上p电子能量高于s电子能量,不同电子层上p电子能量不一定高于s电子能量,如3s＞2p。
4.某原子核外共有6个电子,分布在K与L电子层上,其基态原子在L层分布中正确的是()解析：选D A项中2s上应有两个自旋状态相反的电子；B项中2p上两个电子自旋状态应相同；C项违背洪特规则,电子应尽可能占据不同轨道。
5.在d轨道中电子排布成,而不排布成,其最直接的根据是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子轨道构造原理D.洪特规则解析：选D洪特规则表明,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。
6.下列电子排布式或电子排布图正确的是()A.O原子的电子排布图：B.Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2C.N原子的电子排布图：D.Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6解析：选D A项,O原子的电子排布图违背洪特规则；B项,Ca原子的电子排布式违背能量最低原理；C项,N原子的电子排布图违背泡利原理。
7.下列关于能层、能级和轨道之间的关系不正确的是()A.每个能层上所有的能级数与能层的序数相等B.每个能层(K、L、M…)上所有的轨道数对应为1、3、5…C.每个能级(s、p、d…)上所有的轨道数分别为1、3、5…D.每个能层(n)上所有的轨道总数为n2解析：选B每个能层所包含的轨道数等于该层各能级的轨道数之和,即是能层序数的平方(n2),B错误,D正确。
8.下列说法正确的是()A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似B.Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5C.基态铜原子外围电子排布图为D.基态碳原子最外层的电子排布图为解析：选B核外电子排布式为1s2的原子是He,核外电子排布式为1s22s2的原子为铍(Be),He是稀有气体元素,Be是金属元素,化学性质不相似,A错误；Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去电子时先失最外层,再失次外层,失去3个电子变成Fe3＋时,最外层电子排布式为3s23p63d5,B正确；基态铜原子外围电子排布图为,3d全充满,即符合洪特规则,C错误；基态碳原子的2s比2p轨道能量低,先填满2s再填2p,即。
9.A、B、C、D、E代表5种元素。
请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为________。
(2)B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________。
(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满,D的元素符号为__________,其基态原子的电子排布式为________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为______,其基态原子的电子排布式为______________________________。
解析：解答此题的关键是要熟练掌握原子的核外电子排布式,并特别注意原子的几种稳定态的核外电子排布：能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)、全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
答案：(1)N(2)Cl K(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s110.按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A原子中只有一个能层且只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反；D原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子；E 原子的最外层电子排布式为3s 23p 6。
(1)写出由A 、B 、C 、D 中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5种)：________________________________________________________________________。