高中化学第一章原子结构与性质1-2基态原子的核外电子排布原子轨道同步检测含解析 人教版选修3 2

高中化学第一章原子结构与性质1-2基态原子的核外电子排布原子轨道同步检测含解析 人教版选修3 2

第2课时　 基态原子的核外电子排布　原子轨道 记一记 探一探 一、基态原子与激发态原子 基态原子与激发态原子的本质差别是什么？二者谁更稳定？试举出几个与电子跃迁有关的实例。‎ ‎[提示]　基态原子与激发态原子的本质差别是能量的高低，基态原子的能量处于最低状态，最稳定，激发态的原子能量较高，不稳定。基态原子与激发态原子之间的转变就是电子跃迁，其中从基态跃迁到激发态，要吸收能量，而从激发态跃迁到基态要释放能量，生活中的可见光就与跃迁有关，如：灯光、激光、霓虹灯、焰火等。‎ 二、电子云与原子轨道 ‎1．氢原子的一个电子电子云的形状为球形，是指氢原子的这个电子在球面运动吗？电子云的形状除了球形还有什么形状？一个电子的电子云形状是取决于所处的能层还是所处的能级？‎ ‎[提示]　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。氢原子的一个电子电子云的形状为球形是指氢原子的电子在球体内出现概率大，并不是表示电子在球面运动。一个电子的电子云形状是取决于所处的能级，s能级的电子云形状为球形，p能级的电子云形状为哑铃形。‎ ‎2．1s与7s能级的轨道数目分别是多少？第一能层与第七能层的轨道数分别是多少？有什么规律？‎ - 17 -‎ ‎[提示]　1s与7s的原子轨道数目均为1；第一能层与第七能层的轨道数分别是1和49；规律为无论哪一能层的s能级、P能级、d能级、f能级的轨道数目分别为1、3、5、7；而每一能层的轨道数目为： n2。‎ 三、泡利原理和洪特规则 下列电子排布，违反洪特规则的是________，违反泡利原理的是________。‎ ‎[提示]　泡利原理是指一个轨道最多容纳2个自旋方向相反的电子，所以(1)违反了泡利原理。洪特规则是指在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，且自旋方向相同。所以(3)违反洪特规则。‎ ‎　‎ 判一判 判断正误(正确的在括号内打√，错误的在括号内打×)‎ ‎(1)原子处于基态时能量最低最稳定。(√)‎ ‎(2)同一原子处于不同激发态时能量相同。(×)‎ ‎(3)从激发态到基态会释放能量，所以一定会观察到可见光。(×)‎ ‎(4)电子云图中的小黑点表示电子的多少。(×)‎ ‎(5)p能级中有3个相互垂直的原子轨道。(√)‎ ‎(6)3d与6d均有5个原子轨道。(√)‎ ‎(7)K原子的第三能层填有18个电子，是因为K原子的第三能层有9个原子轨道。(×)‎ ‎(8)任何一个原子中不可能存在运动状态完全相同的两个电子。(√)‎ ‎(9)基态碳原子的电子排布图为。(×)‎ ‎(10)基态铁原子的价电子排布图为：。(√)‎ 练一练 ‎1.图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　)‎ - 17 -‎ 解析：燃放焰火、霓虹灯光、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。‎ 答案：D ‎2．基态氢原子的电子云图为球形(如图)，下列有关说法正确的是 (　　)‎ A．1个小黑点表示一个电子 B．He的基态原子两个电子的电子云也是与此大小相同的球形 ‎ C．如果电子发生跃迁，有可能电子云形状变成哑铃形 D．小黑点密集的地方表示电子在该区域出现的概率小 解析：在电子云图中，小黑点并不代表电子，A项错误；He的基态原子为1s2，所以电子云形状相同，但是电子能量不相同，电子云的大小不相同，B项错误；如果氢原子的电子发生了跃迁，进入了其他能级如p能级，则电子云的形状将变成哑铃形，C项正确。小黑点代表电子在核外空间区域内出现的概率，小黑点的疏密与电子在该区域出现的概率大小成正比，D项错误。‎ 答案：C ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．s能级的能量总小于p能级的能量 B．2s的电子云半径比1s电子云半径大，说明2s的电子云比1s的多 C．当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满一个轨道(1个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋状态相反)，然后再占据其他原子轨道 - 17 -‎ D．nf能级中最多可容纳14个电子 解析：同一能层中，s能级的能量小于p能级的能量，不同能层中，s能级(较高能层)的能量可能高于p能级(较低能层)的能量，A项错误；2s的电子云半径比1s电子云半径大，说明2s的电子在离原子核较远的区域出现的概率比1s的电子大，B项错误；当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占据不同的原子轨道而且自旋状态相同，C项错误；nf能级有7个原子轨道，每一个原子轨道最多容纳两个电子，D项正确。 ‎ 答案：D ‎4．在d轨道中填入4个电子时电子排布成 ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎，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．能量守恒原理 D．洪特规则 解析：洪特规则表明，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道且自旋状态相同。‎ 答案：D 知识点一 基态与激发态、光谱 ‎1.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(　　)‎ A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 解析：在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。‎ 答案：A ‎2．下列氮原子的电子排布图中，属于激发态，且能量最高的是(　　)‎ - 17 -‎ 解析：A为基态，B、C、D均为激发态，且D中有更多电子处于能量较高的轨道，故能量最高。‎ 答案：D 知识点二 电子云与原子轨道 ‎3.下列说法中正确的是(　　)‎ A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B．基态氢原子的电子云是圆形的 C．ns能级的原子轨道图可表示为 D．3d3表示3d能级有3个原子轨道 解析：电子云是用小黑点表示电子在原子核外空间出现的概率，小黑点不代表电子，小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，A项错误；基态氢原子的电子云是球形而不是圆形的，B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个原子轨道，D项错误。‎ 答案：C ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．符号3px所代表的含义是第三个电子层px轨道有3个伸展方向 B．能层数为3时，有3s、3p、3d三个轨道 C．氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道 D．s能级的原子轨道半径与能层序数有关 解析：3px中，3表示第三电子层，p原子轨道在三维空间的分布分别沿x、y、z三个方向，px表示沿x轴方向伸展的p轨道，所以A项错误；能层数为3时，有3s、3p、3d 三个能级，共有9个轨道，B项错误；氢原子中确实只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误。能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，D正确。‎ 答案：D - 17 -‎ 知识点三 核外电子排布规则 ‎5.“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的两倍”，支撑这一结论的理论是(　　)‎ A．构造原理 B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理 解析：根据泡利原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋状态相反的电子，所以每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B符合题意。‎ 答案：B ‎6．下列原子或离子的电子排布表示方法中，正确的是________，违反能量最低原理的是________，违反洪特规则的是________，违反泡利原理的是________。‎ ‎①Ca2＋：1s22s22p63s23p6‎ ‎②F－：1s22s23p6‎ ‎③‎ ‎④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2‎ ‎⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2‎ ‎⑥Mg2＋：1s22s22p6‎ ‎⑦‎ 解析：根据核外电子排布规律知②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则——电子在同一能级的不同轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同；④中忽视了3d轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，应为1s22s22p63s23p63d54s1；⑦违反泡利原理，应为 答案：①⑤⑥　②④　③　⑦‎ 综合考查 ‎7.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(　　)‎ A．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 B．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 C．2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子 D．最外层都只有1个电子的X、Y原子 - 17 -‎ 解析：电子排布式为1s2的原子为He，电子排布式为1s22s2的原子为Be，两者化学性质不相似，A错误；原子核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子有多种，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似，B错误；2p轨道上有一个空轨道的X原子为C,3p轨道上有一个空轨道的Y原子为Si，均为ⅣA族元素，同主族元素，化学性质一定相似，C正确；最外层只有1个电子可能为第ⅠA族元素，也可能为过渡元素(如Cr、Cu)，故化学性质不一定相似，D错误。 ‎ 答案：C ‎8．(1)基态氟原子核外有9个电子，这些电子的电子云形状有________种；氟原子有________种不同能量的电子，价电子排布图为________________。‎ ‎(2)已知锡位于第五周期，与C同主族，写出Sn2＋的最外层电子排布式：________；Cl－中有________种运动状态不同的电子。‎ ‎(3)基态硼原子的核外电子排布图为________。‎ 解析：‎ ‎(1)氟原子电子排布式为：1s22s22p5，含有s轨道和p轨道2种原子轨道，故电子的电子云形状有2种；电子能量由能层和能级共同决定，所以氟有3种不同能量的电子。氟的最外层电子排布式即价电子排布式为2s22p5，排布图为：‎ ‎(2)同主族元素最外层电子数相同，Sn位于第五周期，与C同主族，则Sn2＋的最外层电子排布式为5s2；Cl－有18个电子，所以有18种不同运动状态。‎ ‎(3)基态硼原子的核外电子数为5, 电子排布式为1s22s22p1，电子排布图为：‎ 答案：‎ ‎(1)2　3　 　(2)5s2　18 (3) ‎ ‎9．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 - 17 -‎ ‎，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有3个互相________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________，它的最低价氢化物的电子式是________。‎ ‎(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，Y的元素符号为________，原子的核外电子排布式为________。‎ ‎(4)下列电子排布图中，能正确表示元素X的原子处于最低能量状态的是________。‎ ‎ 解析：‎ ‎ (1)s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都呈哑铃形，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)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排有电子，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，X是氮元素。其最低价氢化物为NH3，电子式为。‎ ‎ (3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，则n－1＝2，n＝3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是硫元素。‎ ‎ (4)若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B两项违背洪特规则，C项表示元素的原子处于激发态，违背能量最低原理。‎ ‎ 答案：‎ ‎ (1)球　1　哑铃　3　‎ ‎ (2)2p　垂直　氮　‎ ‎ (3)S　1s22s22p63s23p4　‎ ‎ (4)D 基础达标 ‎ 1.科学家利用强大的X－射线脉冲将密封舱内氖原子中的一个电子敲除，下列关于敲除一个电子后的剩余粒子的说法正确的是(　　)‎ ‎ A.剩余粒子质子数为9‎ ‎ B.剩余粒子的电子排布式为1s22s22p6‎ ‎ C.氖原子、剩余粒子的化学性质相同 - 17 -‎ ‎ D.氖原子与剩余粒子是同种元素的不同微粒 ‎ 解析：敲除氖原子的一个电子后，剩余的粒子为Ne＋，与Ne相比，少一个电子，质子数不变，A、B两项均错误；化学性质由核外电子数决定，氖原子与剩余粒子Ne＋性质不同。‎ ‎ 答案：D ‎ 2.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.He B. C.1s2 D. ‎ ‎ 解析：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。 ‎ ‎ 答案：D ‎ 3．某基态原子最外层电子排布为ns2np7，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：p能级有三个轨道，据泡利不相容原理，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。‎ ‎ 答案：A ‎ 4．下列描述碳原子结构的化学用语正确的是(　　)‎ ‎ A．碳12原子： C ‎ B．原子结构示意图：‎ ‎ C．原子核外能量最高的电子云图像：‎ ‎ D．原子的电子排布图：‎ ‎ 解析：元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，则碳12原子可表示为C，A项错误；碳原子结构示意图为，B项错误；碳原子核外能量最高的电子在p能级，电子云呈哑铃形，C项正确；根据核外电子排布规则可知，碳原子的电子排布图为，D项错误。‎ 答案：C - 17 -‎ ‎ 5．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．①② B．②③‎ ‎ C．①③ D．②④‎ ‎ 解析：核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3，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。‎ ‎ 答案：C ‎ 6．下列能层或能级，所含原子轨道数目从小到大排列顺序正确的是(　　)‎ ‎ ①7s　②O层　③3d　④4f ‎ A．①②③④ B．③④①②‎ ‎ C．①③④② D．②④③①‎ ‎ 解析：7s、 O层、 3d 、4f 的原子轨道数目分别为；1、25、5、7个，所以从小到大正确的顺序为①③④②，选C项。‎ ‎ 答案：C ‎ 7．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。以下各式中能量关系正确的是(　　)‎ ‎ A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)‎ ‎ B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d)‎ ‎ C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d)‎ ‎ D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)‎ ‎ 解析：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＜4d＜5p＜6s＜4f……故A项正确。‎ ‎ 答案：A ‎ 8．以下现象与原子核外电子的跃迁有关的是(　　)‎ ‎ ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光 ‎ ④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　‎ ‎ ⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶 ‎ A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧‎ ‎ C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦‎ - 17 -‎ ‎ 解析：霓虹灯、激光器、日光灯等工作过程中产生的光及焰火燃放时产生的光，都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到较高能级，然后电子从较高能级跃迁到较低能级的过程中释放出的光能。石油蒸馏、冷却结晶的过程都是物质发生物理变化的过程，其中伴随的能量变化是热能的变化。棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现象，而不是光的产生。‎ ‎ 答案：A ‎ 9．下列对焰色反应的描述正确的是(　　)‎ ‎ A．焰色反应是单质的性质 ‎ B．焰色反应是化学变化 ‎ C．焰色反应是金属原子失去电子时吸收能量产生的现象 ‎ D．焰色反应是金属原子或离子中的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将能量以光的形式释放出来的现象 ‎ 解析：焰色反应是金属元素的原子或离子中的电子从高能级跃迁到低能级时释放能量的现象，变化过程中并没有新物质产生，是物理变化。故只有D项正确。‎ ‎ 答案：D ‎ 10．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　)‎ ‎ A．Na＋的电子排布图：‎ ‎ B．Na＋的结构示意图：‎ ‎ C．Na的电子排布式：1s22s22p63s1‎ ‎ D．Na的简化电子排布式：[Na]3s1‎ ‎ 解析：Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。即上一周期的稀有气体(元素符号)＋该原子的价电子排布。‎ ‎ 答案：D ‎ 11．下列电子排布式中，原子不是处于激发状态的是(　　)‎ ‎ A．氮原子：‎ ‎ B．氟原子：1s22s22p43s1‎ ‎ C．锰原子：[Ar]3d54s2‎ ‎ D．铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2‎ ‎ 解析：只要原子不是处于基态情况下，就属于激发态，氮原子基态为：，A项错误；基态氟原子为1s22s22p5，B项错误；基态锰原子为1s22s22p63s23p63d54s2，C项正确；基态铜原子电子排布应该为1s22s22p63s23p63d104s1‎ - 17 -‎ ‎，D项错误。 ‎ ‎ 答案：C ‎ 12．某基态原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，下列L层中排布正确的是(　　)‎ ‎ 解析：A项，2s轨道应排满2个电子，且自旋方向相反，错误；B项，2p轨道的2个电子的自旋方向要相同，错误；C项，2p轨道的2个电子应分占2个轨道，且自旋方向相同，错误；D项，2p能级的3个轨道的能量是相同的，正确。‎ ‎ 答案：D ‎ 13．下列基态原子的电子排布式不符合构造原理但是正确的是(　　)‎ ‎ A．16S：1s22s22p63s23p4‎ ‎ B．24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1‎ ‎ C．12Mg：1s22s22p63s2‎ ‎ D．15P：1s22s22p63s23p3p ‎ 解析：根据构造原理，电子在各能级上的排列顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d……且排布的电子数分别为2、2、6、2、6、2、10……故根据构造原理24Cr的电子排布式应为：1s22s22p63s23p63d44s2。但是根据洪特规则特例Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。所以选B。而D电子排布式错误，应该为1s22s22p63s23p3p3p。‎ ‎ 答案：B ‎ 14．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，该原子的电子排布图为________________。‎ ‎ (2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B元素的符号为________，C的离子结构示意图为________。‎ ‎ (3)D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________________。‎ ‎ (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________，其价电子排布图为________________________。‎ ‎ 解析：‎ ‎ (1)根据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，可知该元素的基态原子有2个电子层，共有7个电子，是N元素，其电子排布图为 - 17 -‎ ‎ (2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式与氩原子相同，即都有18个电子，则B元素为Cl，C元素为K，K＋的结构示意图为。‎ ‎ (3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，即为26号Fe元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。‎ ‎ (4)由E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，可知其价电子构型为3d104s1，所以E为Cu元素，其价电子排布图为 ‎ 答案：‎ ‎ (1) ‎ ‎ (2)Cl　‎ ‎ (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)‎ ‎ (4)Cu　 ‎ ‎ 15．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，C最外层有三个未成对电子，E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题：‎ ‎ (1)A为________(写出元素符号，下同)，电子排布式是________。‎ ‎ (2)B为________，简化电子排布式是________________________。‎ ‎ (3)C为________，价电子排布式是________________________________。‎ ‎ (4)D为________，电子排布图是________________________________。‎ ‎ (5)E为________，原子结构示意图是________________________。‎ ‎ 解析：由题意可知，A为Si，B为Na，C为P，则D为N，E为Fe。这五种元素电子排布式分别为 ‎ A：1s22s22p63s23p2，B：1s22s22p63s1，‎ ‎ C：1s22s22p63s23p3，D：1s22s22p3，‎ ‎ E：1s22s22p63s23p63d64s2。由电子排布式可写出答案。‎ ‎ 答案：‎ - 17 -‎ ‎ (1)Si　1s22s22p63s23p2 ‎ ‎ (2)Na　[Ne]3s1　‎ ‎ (3)P　3s23p3‎ ‎ (4)N　 ‎ ‎ (5)Fe　‎ 能力达标 ‎ 16.在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则的值为(　　)‎ ‎ A.1 B．2‎ ‎ C.3 D．4‎ ‎ 解析：在短周期元素中，符合基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有第一周期的H元素；在第二周期，原子核外未成对电子数为2的元素，其核外电子排布图为 (C元素)或(O元素)；在第三周期，原子核外未成对电子数为3的元素，其最外层电子排布图是(P元素)；符合条件的元素共4种，即a＝4。符合基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素，其基态原子的最外层电子数是2、4或6，若最外层电子数为2，则是氦或者ⅡA族元素，这些元素原子的最外层电子排布式为ns2，无未成对电子，不符合题意；若最外层电子数为4，则是ⅣA族元素，这些元素原子的最外层电子排布式为ns2np2，其p能级上的2个电子为未成对电子，符合题意，因题目要求是短周期元素，故有2种；若最外层电子数为6，则是ⅥA族元素，这些元素原子的最外层电子排布式为ns2np4，其p能级上有2个未成对电子，最外层电子数是未成对电子数的3倍，不符合题意；总之，符合条件的元素共2种，即b＝2。综上可知的值为2。‎ ‎ 答案：B ‎ 17．下列各组表述中，两种微粒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，但有一个未成对电子的基态电子和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1s22s22p63s23p63d64s2的原子 ‎ D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子 - 17 -‎ ‎ 解析：A项中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，即电子排布式为1s22s22p63s23p2，故二者为同种元素原子；B项中2p能级有一个未成对电子，但无空轨道，即为，其电子排布式为1s22s22p5，故二者也为同种元素原子；C中M层有s、p、d三个能级，全充满时应为3s23p63d10，与核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子不属于同种元素的原子；D中最外层电子排布式为4s24p5，则该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故二者为同种元素原子。‎ ‎ 答案：C ‎ 18．回答下列问题 ‎ (1)基态Mn原子核外未成对电子有________个。‎ ‎ (2)[2019·全国卷Ⅲ]基态镁原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。‎ ‎ (3)[2016·全国卷Ⅰ]基态Ge原子有________个未成对电子。‎ ‎ (4)[2016·全国卷Ⅱ]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)[2018·全国卷Ⅱ]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)[2017·全国卷Ⅰ]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)[2018·全国卷Ⅰ]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)。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎(9)下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的是________。‎ - 17 -‎ A．Fe2＋‎ B．Cu C．Fe3＋‎ D．Cu＋‎ 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，该原子核外的未成对电子有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，即电子排布图是。‎ ‎(6)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其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；‎ ‎(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。‎ 答案：‎ ‎(1)5　(2)相反　(3)2　(4)1s22s22p63s23p63d84s2　2　‎ ‎(5) ‎ ‎(6)　哑铃(纺锤)形　‎ ‎(7)N　球　(8)D　C　(9)CD - 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