十六原子结构原子核外电子排布 高考化学一轮复习课时作业含解析新人教版

原子结构　原子核外电子排布

(建议用时20分钟)

1．下列描述原子结构的化学用语正确的是(　　)

A．碳原子结构示意图：

B．基态铬原子(24Cr)的价电子排布式：3d44s2 

C．氧原子核外能量最高的电子云的形状：

D．碳原子的轨道表示式：

【解析】选C。A.碳原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，则结构示意图为，故A错误；B.电子排布处于全满或半满状态是稳定状态，则基态铬原子的价电子排布式为3d54s1，故B错误；C.氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，p电子能量最高，呈现哑铃形，氧原子核外能量最高的电子云的形状：，故C正确；D.碳原子核外有6个电子，分别分布在1s、2s、2p轨道，核外电子排布的轨道表示式为，故D错误。

2．(2021·济南模拟)YBa2Cu3Ox(Y元素钇)是一种重要超导材料，下列关于Y的说法错误的是(　　)

A．质量数是89

B．质子数与中子数之差为50

C．核外电子数是39

D．Y与Y互为同位素

【解析】选B。由Y可知，质量数是89，故A正确；中子数＝质量数－质子数＝89－39＝50，质子数－中子数＝39－50＝－11，故B错误；原子的核外电子数＝核内质子数，所以核外有39个电子，故C正确；Y和Y的质子数相同、均为39，中子数不同，它们互为同位素，故D正确。

3．工业上通常利用反应2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑来获得单质铝，该反应还需要添加Na3AlF6(冰晶石)以降低氧化铝的熔化温度。下列表示相关微粒的化学用语错误的是(　　)

A．质子数与中子数相等的氟原子：F

B．AlF的中心离子的结构示意图：

C．基态钠原子价电子排布式：3s1

D．基态氧原子的电子排布图：

【解析】选D。A.氟原子质子数为9，则质子数与中子数相等的氟原子质量数为18，原子符号表示为F，故A正确；B.铝离子的核外电子数为10，有2个电子层，各层电子数分别为2、8，铝离子结构示意图为，故B正确；C.根据构造原理的能级顺序，电子大多是按能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级；11号基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，其价电子排布式为3s1，故C正确；D.由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独分占1个轨道，且自旋方向相同，原子的能量最低，O原子能量最低排布图为，故D错误。

4．(2021·长沙模拟)下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应，且都产生H2的是(　　)

A．核内无中子的原子

B．价电子构型为3s23p4的原子

C．核外电子排布图为的基态原子

D．处于激发态时其原子的电子排布式可能为1s22s22p63s13p2

【解析】选D。既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应，都产生H2，应为Al，核内无中子的原子，为氢元素，故A错误；价电子构型为3s23p4的原子，为硫元素，故B错误；核外电子排布图为的基态原子，为镁元素，故C错误；处于激发态时其原子的电子排布式可能为1s22s22p63s13p2，为铝元素，故D正确。

5．(1)微粒Na＋中质子数是____________，中子数是____________，核外电子数是____________。

(2)H、H、H三种不同粒子表示__________种元素，__________种核素，H、H、H互称为__________，它们的化学性质__________(选填“相同”或“不同”)。

(3)在H、H、H、Mg、Mg和Cu中共有__________种元素，__________种原子。

(4)下列各组微粒：①16O2和18O2　②H2和D2　③Cl和Cl　④1HO和2HO属于同位素的是________________。

【解析】(1)Na＋微粒的质子数是11，质量数是23，根据质量数＝质子数＋中子数，得其中子数为23－11＝12；Na＋微粒带一个单位的正电荷，即失去了一个电子，则该离子有11－1＝10个电子。

(2)H、H、H都含有一个质子，属于氢元素，是氢元素的三种核素，互称为同位素，同位素的化学性质相同。

(3)H、H、H为氢元素的3种不同核素，Mg、Mg为镁元素的2种不同核素，Cu为铜元素的一种核素，故共有3种元素，6种原子。

(4)①16O2和18O2是由氧元素形成的单质，故①不选；

②H2和D2是由氢元素形成的单质，故②不选；③Cl和Cl是氯元素的不同核素，质子数相同，中子数不同，互为同位素，故③选；④1HO和2HO都是由氢氧元素组成的水分子，故④不选。

答案：(1)11　12　10　 (2)1　3　同位素　相同

(3)3　6　(4)③

6．(1)以下是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则。

①

②

③

④

⑤

⑥

违反泡利原理的有______________，违反洪特规则的有________________。

(2)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1。该原子核外共______________个电子层，有__________种能量不同的电子。核外电子占有的轨道总数是__________个，有__________种不同运动状态的电子。

(3)Cr电子排布式从3d54s1→3d6是__________能量(填“吸收”或“放出”)；Co3＋核外电子有__________个未成对电子数，Zn2＋的价电子排布图为________________；V原子结构示意图为____________________。

(4)前四周期未成对电子最多的元素，其基态核外电子占据的轨道数目为________________。

【解析】(1)违背泡利原理的有①；违背了洪特规则有②④⑤。

(2)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1。其原子核外共有3个电子层，有13个电子，其核外电子占有的轨道总数是1＋1＋3＋1＋1＝7个，有 1s、2s、2p、3s、3p电子为5种能量不同的电子，有几个电子就有几种不同运动状态的电子，所以其核外电子有13种不同的运动状态。

(3)Cr电子排布式从3d54s1→3d6是由基态转化为激发态，吸收能量；Co3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，核外有4个未成对电子，Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，价电子排布图为；V原子的质子数是23，原子结构示意图为。

(4)前四周期未成对电子最多的元素为Cr元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，占的轨道有4个s轨道，6个p轨道，5个d轨道，共15个轨道。

答案：(1)①　②④⑤　(2)3　5　7　13　(3)吸收　4　　　(4)15

7．下列各项中，前面的能级先填入电子的是(　　)

①3d和4s　②4p和5s　③5s和4d　④5p和4d

A．①②　　B．②③　　C．②④　　D．③④

【解析】选B。原子中不同能级电子能量从小到大顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……排列电子时先排能量低的后排能量高的，①3d电子能量大于4s，所以先填入4s电子后填入3d电子，②4p电子能量小于5s，所以先填入4p电子后填入5s电子，③5s电子能量小于4d，所以先填入5s电子后填入4d电子，④5p电子能量大于4d，所以先填入4d电子后填入5p电子，故选B。

8．(2021·武汉模拟)下列原子价电子层排布图正确的是(　　)

【解析】选B。2p轨道两个单电子自旋方向应相同，价电子层的电子排布图为，故A错误；基态铁原子价电子排布式为3d64s2，价电子排布图为，符合核外电子排布规律，故B正确；3s轨道两个电子在同一轨道，应自旋方向相反，价电子排布图为，故C错误；基态Cr原子价电子排布式为3d54s1，而不是3d44s2，价电子层的电子排布图为，故D错误。

9．现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物，以吸附Mn2＋等重金属离子，聚合铁简称PFS，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－]m(n＜5，m＜10)。下列说法错误的是(　　)

A.PFS中铁元素显＋3价

B．基态铁原子的价电子排布式为3d64s2

C．由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程

D．由表可知再失去一个电子时，气态Fe2＋比气态Mn2＋难

【解析】选D。A.[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中n小于5，且为正整数，根据化合物中各元素的化合价代数和为0，铁的化合价为正整数，所以n＝2，铁元素的化合价为＋3，因为亚铁离子在空气中不稳定，絮状物在空气之中能稳定存在进一步说明为铁离子，故铁的化合价为＋3价，故A正确；B.铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁元素的价电子数为8，且4s轨道排2个电子，3d轨道排6个电子，所以铁原子的价电子排布式是3d64s2，故B正确；C.硫酸亚铁中铁元素的化合价是＋2价，[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中铁元素的化合价是＋3价，铁离子水解生成氢氧化铁，所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程，故C正确；D.电离能越大，其失电子越难，所以气态Fe2＋再失去一个电子比气态Mn2＋再失去一个电子容易，故D错误。

10．(2021·黄冈模拟)根据泡利的原子轨道能级图和“能级交错”现象，原子轨道的能量高低顺序是ns＜(n－3)g＜(n－2)f＜(n－1)d＜np(n为能层序数，g能级中有9个轨道)。则未来的第八周期应包括的元素的种类是(　　)

A．32　　　B．50　　　C．64　　　D．128

【解析】选B。第七周期排满时，最后一种元素的价电子排布为7s27p6，第八周期排满时最后一种元素的价电子排布为8s28p6，从8s1到8s28p6，中间增排了8s1－25g1－186f1－147d1－108p1－6，核电荷数增加了50，故第八周期元素有50种。

11．(1)书写金属钙和氯的电子排布式__________、______________。

(2)写出镍(Ni)的基态原子核外电子排布式__________________。

(3)画出氮(N)原子价电子的电子排布图__________________；Fe2＋的价电子排布图为________________。

(4)价电子排布式为3d54s2的原子，其原子结构示意图为____________________，其最高正价为________价。

(5)33号元素的核外电子排布式简写形式为________________。

【解析】(1)钙是20号元素，由于E(4s)＜E(3d)，其电子排布式是1s22s22p63s23p64s2；Cl的原子序数是17，其电子排布式是1s22s22p63s23p5 。

(2)Ni的原子序数为28，根据能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。

(3)氮(N)原子最外层有5个电子，氮(N)原子价电子的电子排布图：；Fe2＋的价电子排布式为3d6，则Fe2＋的价电子排布图为。

(4)价电子排布式为3d54s2的原子，则核外电子排布为[Ar]3d54s2，有4个电子层，从内到外依次容纳电子数为2、8、13、2，原子结构示意图：；该元素原子价电子数为7，处于第ⅦB族，最高正价为＋7价。

(5)33号元素为As，位于第四周期ⅤA族，价层电子为4s24p3，位于p区，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。

答案：(1)1s22s22p63s23p64s2　1s22s22p63s23p5

(2)1s22s22p63s23p63d84s2

(3)　

(4)　＋7

(5)[Ar]3d104s24p3