1.1.2 构造原理与电子排布式、电子云与原子轨道——高二化学人教版（2019）选修二课时优化训练
1.主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物,则A、B两原子的最外层电子排布分别为( )
A.ns2和ns2np4 B.ns1和ns2np4
C.ns2和ns2np5 D.ns1和ns2
2.已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下:
11X:1s22s22p6、19Y:1s22s22p63s23p6与20Z:1s22s22p63s23p6
若将上述三种微粒归为同一类,下列微粒中也可归为此类的是( )
3.若某基态原子的外围电子排布为3d24s2,则下列说法不正确的是( )
A.该元素为Ti
B.该元素原子核外有4个电子层
C.该元素原子M能层共有10个电子
D.该元素原子的价层电子数为2
4.下列说法正确的是（代表能层序数）( )
A.L能层不包含d能级
B.s电子绕核旋转，其轨道为一个圆，而p电子是走“” 形
C.当时，该能层不一定有四个原子轨道
D.当时，该能层有3s、3p、3d、3f四个原子轨道
5.（双选）如图是s能级和p能级的电子云轮廓图，下列说法正确的是( )
A.s能级的电子云轮廓图呈球形，p轨道电子沿轴呈“8”字形运动
B.s能级电子能量低于p能级
C.每个p能级有3个原子轨道，在空间伸展方向是不同的
D.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
6.某原子的电子排布式为，下列说法中不正确的是( )
A.该元素原子核外共有25个电子
B.该元素原子核外有4个能层
C.该元素原子最外层有2个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
7.图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是( )
A.图①中的每个小黑点表示1个电子
B.图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴
C.图②表示1s电子只能在球体内出现
D.不同能层的s电子云的半径相等
8.图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是( )
A.图1中的每个小点表示1个电子
B.图1中的小点表示某一时刻，电子在核外所处的位置
C.图2表示1s电子只能在球体内出现
D.图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
9.X、Y两元素可形成型化合物，则X、Y原子处于基态时的最外层电子排布式可能是( )
A.X： Y： B.X： Y：
C. X： Y： D. X： Y：
10.某基态原子的核外电子排布式为，下列说法中错误的是( )
A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B.该元素原子核外有8种能量不同的电子
C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D.该元素原子价层电子排布式为
11.下列各组中的X和Y两种元素，在元素周期表中一定位于同一族的是( )
A.X元素原子和Y元素原子最外层都只有一个电子
B.X元素原子的核外电子排布式为，Y元素原子的核外电子排布式为
C.X元素原子的2p能级上有三个电子，Y元素原子的3p能级上有三个电子
D.X元素原子核外M层上仅有两个电子，Y元素原子核外N层上也仅有两个电子
12.X、Y、Z三种短周期元素原子的最外层电子排布式分别为、和，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A. B. C. D.
13.X、Y、Z三种主族元素的原子，其最外层电子排布式分别为、和，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A. B. C. D.
14.下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价。回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 Sc Ti V Cr Mn
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正化合价 +3 +4 +5 +6 +7
（1）写出下列元素基态原子的电子排布式。
Sc_____________________；
Ti_____________________；
V_____________________；
Mn_____________________。
（2）已知基态铬原子的电子排布式是，不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当你遇到这样的问题时，你的态度是_____________________。
（3）对比上述五种元素基态原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是_____________________；出现这一现象的原因是_____________________。
15.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_________（填序号）。
a.最易失去的电子能量最高
b.同一能层的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
c.在离核最近区域内运动的电子能量最高
（2）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：_________；④，，：_________。
（3）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。
16.下图是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，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，Y的元素符号为________，原子的核外电子排布式为________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于AB2为离子化合物,故A为+2价,B为-1价,A、B均为主族元素,因此A为第ⅡA族元素,其最外层电子有两个电子,电子排布式为ns2;B为第ⅦA族元素,原子最外层电子有7个电子,电子排布式为ns2np5。
2.答案：C
解析：分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知,三种微粒都是金属阳离子。分析A~D四个选项中微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知,A和D是原子,B是阴离子,C是金属阳离子。
3.答案：D
解析：基态原子的外围电子排布为3d24s2,其内层已经排满,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,则该元素是22号钛元素,元素符号是Ti,原子核外有4个电子层,M能层上共有10个电子;该元素不仅最外层的2个电子在化学反应中可能会发生变动,次外层的2个3d电子也可能发生变动,故其价层电子数是4。
4.答案：A
解析： L能层只包含s、p能级，A项正确；核外电子的运动无固定轨迹，B项错误；时该能层定有四个原子轨道，C项错误；时，该能层有3s、3p、3d能级，共9个原子轨道，没有3f能级，D项错误。
5.答案：CD
解析： s能级的电子云轮廓图呈球形，p能级的电子云轮廊图呈哑铃形，但是电子是做无规则运动，轨迹是不确定的，故A错误；根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……，所以s能级电子能量不一定小于p能级，如4s>3p，故B错误；p轨道有3个相互垂直的呈哑铃形的电子云，故C正确；多电子原子中，同一能层的电子，能量可能不同，可以把它们分成不同能级，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D正确。
6.答案：D
解析：从电子排布式看，该原子有4个能层，最外层有2个电子，B、C正确；各能级的电子数之和为25，A正确；M能层电子排布式为，故该能层电子数为13，D错误。
7.答案：B
解析：电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度，小黑点并不表示电子，A项错误；电子云轮廓图是把电子在原子核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的，电子在这一空间出现的概率大，不表示电子不能在这一空间外出现，C项错误；s电子云的半径随能层序数的增大而增大，D项错误。
8.答案：D
解析：电子云就是用小点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，每个小点并不代表一个电子，A错误；每个小点代表电子出现的概率，不是电子在核外所处的位置，B错误；原子轨道只是把电子出现概率约为90%的空间圈出来，球体外也能出现电子，C错误；1s轨道呈球形，沿剖面直径连线，有无数对称轴，D正确。
9.答案：B
解析：A项，X为Al，Y为Cl，形成的化合物为，A项不可能；B项，X为N，Y为O，可形成化合物，B项可能；C项，X为Si，Y为S，不能形成型化合物，C项不可能；D项，X为Mg，Y为N，可形成化合物，不能形成型化合物，D项不可能。
10.答案：D
解析：某基态原子的核外电子排布式为，其原子序数为34，为Se元素。原子核外有34个电子，电子的运动状态各不相同，故A正确；核外电子分布于8个不同的能级，则有8种能量不同的电子，故B正确；34个电子占据18个轨道，有18种空间运动状态，故C正确；Se为第四周期第ⅥA族元素，价层电子排布式为，故D错误。
11.答案：C
解析：最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能为H、碱金属元素、IB族元素等，故A错误；X元素原子的核外电子排布式为，为He元素，Y元素原子的核外电子排布式为，为Be元素，二者不在同一族，故B错误；2p能级上有三个电子的X为N，3p能级上有三个电子的Y为P，N元素和P元素位于元素周期表同一主族，故C正确；原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Se、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，不一定同族，故D错误。
12.答案：C
解析：原子的最外层电子排布式为和的元素分别是Al和O，它们形成化合物时的常见化合价分别为+3、-2，最外层电子排布式为的短周期元素形成化合物时的化合价为+1，根据化合物中元素化合价代数和为0的原则可知C项符合题意。
13.答案：B
解析：X元素原子最外层电子排布式为，处于第ⅠA族，常见化合价为+1价，Y元素原子最外层电子排布式为，则Y为铝元素；Z元素原子最外层电子排布式为，则Z为氧元素，常见化合价为-2价。中Y的化合价为+4价，不符合，A错误；中Y的化合价为+3价，符合，如，B正确；中Y的化合价为+2价，不符合，C错误；中Y的化合价为+5价，不符合，D错误。
14.答案：（1）（或）
（或）
（或）
（或）
（2）尊重客观事实，注重理论适用范围掌握特例（或其他合理答案）
（3）五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态原子的最外层s能级和次外层d能级电子数目之和 能级交错使得次外层d能级上的电子也参与化学反应
解析： （1）根据构造原理解答即可。
（3）过渡元素原子在化学反应中，其次外层上的电子也可能参与化学反应。
15.答案：（1）c
（2）①1s<3d；②3s<3p<3d；③2p<3p<4p；④
（3）4；5；13
解析：（1）能量越高的电子，在离核越远的区域运动，也越容易失去，a项正确；多电子原子在第层中不同能级的能量大小顺序为……，b项正确；离核越近，电子能量越低，c项错误。
（2）在多电子原子中，原子轨道能量的高低存在如下规律：①形状相同的原子轨道能量的高低顺序为1s<2s<3s<4s…，3d<4d<5d……；②相同能层上原子轨道能量的高低顺序为；③能层和能级均相同的原子轨道的能量相等，如。原子轨道的能量高低顺序依次为①1s<3d；②3s<3p<3d；③2p<3p<4p；④。
（3）s轨道只有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方向。基态Al原子的电子排布式为，包括s轨道和p轨道，因此其核外电子云（轨道）的伸展方向有4种；共有5种不同能级的电子；核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子。
16.答案：（1）球；1；哑铃；3
（2）2p；垂直；氮；
（3）S；
解析：（1）s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道，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，分别用表示。
（2）元素X的原子最外层电子排布式为轨道已排有电子，说明轨道已排满电子，即=2，则元素X的原子核外电子排布式为，X是氮元素，其最低价氢化物为，电子式为。
（3）元素Y的原子最外层电子排布式为，则，Y元素的原子核外电子排布式为，Y是硫元素。
