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高考化学专题复习—核外电子排步、能级、轨道黑龙江省庆安一中孙秀民考纲要求：1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。知识体系和复习重点：一、电子云和原子轨道(1)电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。电子云：电子在原子核外空间一定范围内出现,可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围,人们形象地把它叫做“电子云”称作电子云。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。如O：二、泡利原理和洪特规则量子力学告诉我们：ns能级各有1个轨道，np能级各有3个个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个个轨道．而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。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自旋方向相反，这个规则是洪特规则。洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。三、能层与能级对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s………最多电子数22626102610142………281832……2n2四、核外电子排布规律1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。2．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。4．洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。五、能量最低原理、基态、激发态、光谱原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。处于最低能量的原子叫做基态原子。当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。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，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。专题训练：一、选择题1．科学家对原子结构的认识顺序正确的是()。①．道尔顿原子模型②．卢瑟福原子模型③．汤姆生原子模型④．电子云模型A．①②③④B．④①②③C．④②③①D．①③②④2．火星探测器发回的信息表明，火星上存在针铁矿[Goethite，化学式：FeO(OH)]和黄钾铁矾[Jarosite]，从而证明火星表面曾经存在过水．这一发现被《人民日报》评为2005世界十大新闻之首．已知两种矿物中铁的价态相同，则黄钾铁矾{化学式记为：KFe3(SO4)2(OH)n}中n值为()。A．4B．6C．5D．73．元素性质呈周期性变化的决定因素是()。A．元素原子半径大小呈周期性变化B．元素原子量依次递增C．元素原子核外电子排布呈周期性变化D．元素的最高正化合价呈周期性变化4．目前人类已发现的非金属元素除稀有气体外，共有16种．下列对这16种非金属元素的相关判断()。①都是主族元素，最外层电子数都大于4②单质在反应中都只能作氧化剂③氢化物常温下都是气态，所以又叫气态氢化物④氧化物常温下都可以与水反应生成酸A．有①②正确B．只有①③正确C．只有③④正确D．①②③④均不正确5．以下原子能产生发射光谱的是()。A．1s22s1B．1s22s22p1C．1s22s12p2D．1s22s22p36．σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成．则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()。A．H2B．HClC．Cl2D．F27．最近日本科学家确认世界上还存在的另一种“分子足球”N60，它与C60的结构相似．下列说法正确的是()。A．N60是一种新型化合物B．N60和14N都是氮的同位素C．N60和N2是同素异形体D．N60和N2是同系物8．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是()。⑴⑵⑶⑷A．图⑴和图⑶B．图⑵和图⑶C．只有图⑴D．图⑴和图⑷9．2006年10月16日，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室宣布，美、俄科学家合作，用大量钙－48离子轰击人造元素锎－249，合成了3个新原子，其存在时间只有0.9毫秒．下列关于的说法不正确的是()。A．制造出的新的118号元素的一个原子中子数为179，则该原子的摩尔质量为297B．该元素X应该位于元素周期表的０族元素氡之下C．该元素X属过渡金属元素D．118号元素的一个原子释放出一颗由两个质子和两个中子组成的阿尔法粒子后，衰变为已知的116号元素的原子,该过程不属于化学变化10．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顺序．若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是()。A．E(3s)＞E(3p)＞E(3d)B．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)C．E(4f)＞E(3d)＞E(4s)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)11．下列各原子或离子的电子排布式错误的是()。A．C1s22s22p2B．O2-1s22s22p6C．Cr1s22s22p63s23p63d44s2D．Al3+1s22s22p63s23p112．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知()。A．x的原子半径大于y的原子半径B．x的电负性小于y的电负性C．x的氧化性大于y的氧化性D．x的第一电离能小于y的第一电离能13．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价+2+3+6、-2+2-2下列叙述正确的是()A．R的氧化物对应的水化物可能具有两性B．L、Q形成的简单离子核外电子排布相同C．T、Q的氢化物常温下均为无色气体D．L、M的单质中金属键的强弱：M＞L14．下列有关说法正确的是()。A．物质熔沸点的高低顺序是：晶体硅＞氯化钠＞冰＞氖气B．微粒半径由大到小顺序是：H＋＞Li＋＞H－C．溶液中结合H＋能力由强到弱的顺序是：HCO3－＞CH3COO－＞H2PO4－＞SO42－D．CO2、HClO、CF4、PCl3四种物质分子中的所有原子都满足最外层为8电子的稳定结构15．已知氢化锂固体不导电，隔绝空气熔融时能导电，它跟水反应能生成氢气．下列有关氢化锂的说法中，错误的是()。A．LiH是离子晶体B．LiH的水溶液呈酸性C．LiH是一种氧化剂D．LiH中H—半径大于Li+半径16．纳米材料的表面微粒数占微粒总数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因．假设某纳米颗粒中粒子分布类似于硼镁化合物，其结构如图所示，则这种纳米颗粒的分子式为()A．MgBB．Mg3B6C．Mg5B12D．Mg14B6（镁原子○位于顶点和上下两个面心,硼原子●位于内部）17．在高压下氮气会聚合生成高聚氮，这种高聚氮的晶体中每个氮原子都通过三个单键与其它氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构．已知晶体中N－N键的键能为160kJ·mol－1，而N≡N的键能为942kJ·mol－1．则下列有关说法不正确的是()。A．键能越大说明化学键越牢固，所构成物质越稳定B．高聚氮晶体属于原子晶体C．高聚氮晶体中n(N)∶n(N－N)＝1∶3D．用作炸药可能是高聚氮潜在的应用18．假设原子晶体SiO2中Si原子被铝原子取代，不足的价数由钾原子补充．当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石．则正长石的化学组成为()A．KAlSiO4B．KAlSi2O6C．KAlSi2O8D．KAlSi3O8二、填空题19．在短周期主族元素中:(1)属于非金属元素但又具有一定的金属性，可作半导体材料的是_______（填元素名称）。(2)铝是活泼的金属元素，单质铝由于而具有良好的抗腐蚀能力。美国化学家发现铝的“原子群”（如Al13、Al14、Al37）各具有与某种元素相似的化学性质，并符合元素周期律中的某些规律。例如：Al13与卤素具有相似的化学性质，Al13－离子具有惰性气体元素的性质，可推测Al14的化学性质与族元素相似。(3)甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，乙元素的p亚层上有3个电子。①写出甲元素的电子排布式____________，乙元素的原子结构示意图________________。②甲、乙元素可形成硬度大于金刚石的一种化合物，该化合物属于____________晶体，其化学式为_______________。20．已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质．下面给出13种元素的X的数值：元素AlBBeCClFLiX的数值1.52.01.52.52.84.01.0元素MgNaOPSSiX的数值1.20.93.52.12.51.7试结合元素周期律知识完成下列问题：(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键．试推断BeCl2中的化学键类型是______．(2)根据上表给出的数据，简述主族元素X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系____________________________．(3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系________．(4)某有机化合物分子中含有S—N键，你认为该共用电子对偏向于____原子(填元素符号)。21．我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子．结构如右图所示。⑴根据SiO2晶体结构图，下列说法正确的是_________A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式(2)SiO44-离子结构可用图表示，在聚硅酸根离子Si2O76-中只有硅氧键，它的结构应是_____________。三、推断题22．A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大，三种元素序数之和为36，A、C同族，B2+离子核外有10个电子，回答下列问题：(1)A、B、C三种元素的符号分别是_________、_________、_________．(2)A、B、C之间任取两种能形成多种化合物，其中属于共价化合物的化学式分别为_________、___________．(3)分别写出A、B的电子排列式