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高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 原子核外电子的运动优秀课后作业题
展开第1课时 原子核外电子的运动特征
目标导航
1.能说明原子结构模型发展演变的历程。
2.能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态。
知识精讲
知识点01 人类对原子结构的认识
1.原子结构模型的演变
(1)实心球模型:19世纪,英国科学家道尔顿提出了___________,认为原子有质量,不可分割。
(2)葡萄干面包模型:19世纪末,英国物理学家汤姆生发现了________,提出________普遍存在于原子中。
(3)有核模型:1911年,英国物理学家卢瑟福根据________________实验,认为原子的质量主要集中在________上,电子在原子核外空间做________运动。
(4)1913年,丹麦物理学家玻尔研究了________________后,根据量子力学的观点,提出了新的原子结构模型:
①原子核外电子在一系列________________上运动,既不________________,也不________________。
②不同的原子轨道具有不同的能量,原子轨道的能量变化是________的,即量子化的。
③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生________。
当电子吸收了能量后,就会从能量较低的轨道________到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道上的电子不稳定,当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时,就会发射出光子,发出的光的波长取决于两个轨道的________________。
2.现代量子力学模型
(1)电子主要在原子核周围的________区域内运动。运动区域距离核近,电子出现的机会________;运动区域距离核远,电子出现的机会________。
(2)电子云:
用小点的疏密描述电子在原子核外空间________________的大小所得到的图形叫电子云。
用小点代表电子在核外空间区域内_______________,小点的疏密与电子在该区域内_____________大小成正比。
知识点02 原子核外电子的运动特征
1.电子层
根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,认为核外电子处于不同的电子层上。
2.原子轨道与能级
(1)原子轨道与能级
电子在原子核外的一个__________状态称为一个原子轨道。原子轨道是用___________描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
处于同一电子层的原子核外电子,可以在不同________的原子轨道上运动,其________也不相同,故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。
(2)原子轨道
①类型
原子轨道的伸展方向________原子轨道数
②表示方法:原子轨道用________________和________________________________结合起来共同表示,如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。
③各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
④原子轨道能量高低
3.电子自旋
原子核外电子有____种不同的自旋状态,通常用“↑”和“↓”表示。
【即学即练1】M电子层的轨道类型有_____种,轨道数为______,包含的原子轨道的能量由低到高的顺序是______________。
【即学即练2】氧原子有_____个核外电子,核外电子填充的原子轨道顺序是__________________。
【即学即练3】比较下列多电子原子的原则轨道能量高低:
(1)2s____2p (2)3px____3py (3)3s_____3d (4)4s____3s
【即学即练4】已知钛元素是22号元素。
(1)钛元素位于第______周期,有______个电子层。
(2)如果原子轨道上都排满电子,前三个电子层最多容纳的电子数分别为______、____、____。如果前两个电子层排满,可以判断第三层电子____(填“排满”或“没排满”)
能力拓展
考法01 核外电子的运动特征
1.描述电子运动状态的参数
2.原子轨道的图形描述
(1)s电子的原子轨道呈球形,电子层序数越大,原子轨道的半径越大。
(2)p电子的原子轨道呈纺锤形,电子层序数越大,原子轨道的半径越大。
(3)虽然形状如此,但并不是说s能级电子绕核做圆周运动,p能级电子绕核做“∞”形运动。
3.各电子层包含的原子轨道类型及可容纳的电子数
4.不同原子轨道能量高低的关系
【典例1】若原子的电子层数为n,则下列推论不正确的是( )
A.第n电子层中具有的原子轨道类型为n种
B.第n电子层中具有的原子轨道数为n2个
C.第n电子层中最多具有的电子数为2n2个
D.同一原子轨道上的电子能量一定相同,不同原子轨道上的电子能量一定不同
分层提分
题组A 基础过关练
1.如图是2pz电子的电子云图,判断下列说法中不正确的是( )
A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会多
C.电子先沿z轴正半轴运动,然后在负半轴运动
D.电子云图中的小点代表电子出现的概率
2.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纺锤形的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直,能量相同
C.所有p轨道的形状相同,大小相等
D.处于同一原子轨道电子,自旋状态有两种
3.下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中,错误的是( )
A.2s<2p B.3px<3pyC.3s<3d D.4s<4p
4.下列电子层中,原子轨道的数目为4的是 ( )
A.K层B.L层 C.M层 D.N层
5.多电子原子中,原子轨道能量高低排列错误的是 ( )
A.2s<3s<4s B.2px<2py<2pz C.3s<3p<3d D.3px=3py=3pz
6.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.一般电子层数越大的电子能量越高
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
7.3px所代表的含义是( )
A.px轨道上有3个电子
B.第三电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
8.下列关于d轨道的说法错误的是( )
A.M层才开始出现d轨道
B.d轨道最早出现在第4周期元素
C.电子排布时,3d轨道能量高于4s轨道
D.d轨道有10种空间伸展方向
9.如图是s能级和p能级的原子轨道示意图,下列说法正确的是( )
A.s能级和p能级的原子轨道形状相同
B.每个p能级都有6个原子轨道
C.s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D.Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
10.填空。
(1)用符号填写电子层所含能级种类:K层:________;L层:______;M层:________;N层:________。
(2)用数字填写能级所含原子轨道数目:
s:______;p:______;d:______;f:______。
11.回答下列问题:
(1)n=2的电子层有________个能级,________种形状不同的电子云,有________个原子轨道,最多容纳________个电子。
(2)用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道_________________________。
(3)基态K原子中,核外电子占据的最高电子层符号为______,占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为________。
12.(1)已知A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,则基态A原子中,电子运动状态有________种;电子占据的最高电子层符号为________,该电子层含有的能级数为________,该电子层含有________个原子轨道。
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①2s________3s ②2s________3d
③3p________3s ④4f________5d
⑤3d________4s ⑥3px________3pz
题组B 能力提升练
1.下列说法正确的是( )
A.同一个电子层中s能级的能量总是大于p能级的能量
B.2s原子轨道半径比1s原子轨道半径大,说明2s的电子云中的电子比1s的多
C.第2电子层上的电子,不论在哪一个原子轨道上,其能量都相等
D.N电子层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
2.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实,玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中,不符合这一理论的是( )
A.电子绕核运动具有特定的半径和能量
B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C.电子跃迁时,会吸收或放出特定的能量
D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线
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.电子云图中的小点密度大,说明该原子核外空间电子数目多
C.ns能级的原子轨道示意图可表示为
D.3d表示3d能级有3个轨道
4.(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。
(2)对于排布在2s轨道上的电子,不能确定的是__________(填字母)。
a.电子所在的电子层 b.电子的自旋方向
c.电子云的形状 d.电子云的伸展方向
(3)O2-核外有________种运动状态的电子。
题组C 培优拔尖练
1.隐形飞机是人们通过研究仿生学,并且应用了最新的技术和材料,终于在庞大的飞机上实现了隐形。军事上的 “隐形飞机”并非飞机真的隐形而是将钋涂于飞机表面,可以吸收和屏蔽雷达波和红外线辐射,从而达到隐形目的。该元素的原子核外电子层上的电子数目如下:2,8,18,32,18,6。
下列有关该元素原子核外电子排布的规律不正确的是( )
A.该原子原子核外有6个电子层
B.该原子的2s轨道的能量小于3s轨道的能量
C.该原子2s原子轨道上的所容纳的电子数少于3s轨道上所容纳的电子数
D.该原子n=4的电子层上有4个能级和16个原子轨道
2.下列有关电子层和能级的叙述正确的是( )
A.M电子层共有s、p 2个能级,最多能容纳8个电子
B.第n电子层中有n个轨道
C.每个电子层上均有n个能级
D.任一电子层都有s、p能级,但不一定有d能级
3.回答下列问题:
(1)在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是________(填字母,下同)。
a.最易失去的电子能量最高
b.同一个电子层上的不同能级上的原子轨道,能量大小不同
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
(2)下列说法正确的是________。
A.一个原子轨道上只能有1个电子
B.处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C.处在同一电子层上的电子(基态)能量一定相同
D.处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
(3)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①1s,3d__________;②3s,3p,3d__________;
③2p,3p,4p________;④3px,3py,3pz________。
(4)基态铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向,共有________种不同能级的电子,有________种不同运动状态的电子。电子层n
1
2
3
4
5
6
7
符号
特点
离核由____到____,能量由____到____。
原子轨道
形状
延伸方向
轨道数
可容纳的电子数
s
p
d
f
电子层
原子轨道类型
原子轨道数目
可容纳的电子数
1
2
3
4
n
——
相同电子层的原子轨道中
ns____np____nd____nf
形状相同的原子轨道
2p____3p____4p
电子层数和原子轨道形状均相同
2px____2py____2pz
电子层n
1
2
3
4
原子轨道
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
轨道数目
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
容纳的电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
容纳的电子总数
2
8
18
32
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