【化学】人教版必修2同步精练精析1.2.1原子核外电子的排布(人教版必修2)

1.2.1原子核外电子的排布【典例导悟】【典例1】下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是【思路点拨】解答此题要注意以下两点：（1）电子排布遵循能量最低原理。（2）各电子层所能容纳的电子数目。【自主解答】选C。A项不符合能量最低原理，应该先排满K层再排L层，所以A项错误；B项不符合各层最多排2n2个电子,K层最多排2个e-,所以B项错；D项不符合最外层只能排8个电子，所以D项错误。【变式训练】下列叙述正确的是（）A.电子的能量越低，运动区域离核越远B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子[来源:学&科&网]D.当M层是最外层时，最多可排布18个电子【解析】选B。电子能量越低，运动区域离核越近，A错；电子的分层排布即是电子分层运动，B正确；稀有气体元素中He的原子最外层只有2个e-,C项错；M层为最外层时，最多只能排8个电子，D错。【典例2】某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出自己的判断。（1）该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是________。（2）该微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是________。（3）该微粒的氧化性很弱，得到1个电子后变为原子，原子的还原性很强，这种微粒的符号是________。（4）该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒的符号是________。【规范解答】由微粒结构示意图的各部分含义，可知该微粒共有3个电子层，共18个电子。根据题意结合组成原子的各微粒之间的关系，可判断该微粒为中性时或分别带正负电荷时，原子核内质子的数值。核外电子排布为2、8、8构型的单核微粒主要有：Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+。[来源:学§科§网]（1）单核中性微粒为原子，原子的核电荷数=核外电子数，因此，此微粒为核电荷数为18的氩原子；（2）具有还原性能被溴水氧化的是硫离子；（3）氧化性很弱的+1价的是钾离子；（4）还原性很弱的-1价的是氯离子。答案：（1）Ar（2）S2-（3）K+（4）Cl-【互动探究】若该微粒为金属元素的某种粒子，则该元素位于周期表的第几周期？画出其原子的原子结构示意图。提示：若该微粒为金属元素，则应为阳离子，故其原子应有4个电子层，位于第四周期，最外层只能有1或2个电子，为K或Ca。其原子结构示意图为或【学业达标训练】1.排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是()[来源:学科网ZXXK]A.K层B.L层C.M层D.N层【解析】选A。离原子核越近的电子层能量越低，离核越远的电子层能量越高，所以K层上的电子能量最低，故选A。2.下列说法中肯定错误的是（）A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某原子的核电荷数与最外层电子数相等【解析】选B。本题主要考查核外电子的排布规律。K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又188×4,所以B项一定是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4=8,即M层和L层都为8个电子的[来源:学科网]离子，K+、Ca2+等均有可能；对D项来说，H和He的核电荷数与最外层电子数相等。所以D项有可能。4.A、B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c，它们的离子An+、Bn-、Cm-具有相同的电子层结构，且nm，则下列关系正确的是（）A.abcB.acbC.a=b+m+nD.a=c-n-m【解析】选B。An+和Bn-具有相同的电子层结构，则a-n=b+n,a=b+2n，ab。An+和Cm-具有相同的电子层结构，则a-n=c+m，a=c+m+n，ac。Bn-和Cm-具有相同电子层结构，且nm，b+n=c+m，b-c=m-n0，故cb,所以acb，选B。5.1～18号元素的离子中，原子核电荷数和离子最外层电子数相同的是（）A.Cl-B.Na+C.O2-D.S2-【解析】选C。氧原子的核电荷数和离子最外层电子数都是8。6.某元素的原子核外有三个电子层，最外层有4个电子，该原子核内的质子数为（）[来源:学科网]A.14B.15C.16D.17【解析】选A。核外有三个电子层，K层和L层的电子数分别是2和8，核外电子总数为14个，核内质子数也为14。7.元素X的原子获得3个电子或元素Y的原子失去2个电子后，它们的电子层排布与氖原子的电子层排布相同，X、Y两种元素的单质在高温下反应得到的化合物的化学式是（)A.Y3X2B.X2Y3C.X3Y2D.Y2X3【解析】选A。由题意知X原子含7个电子，应为N原子，Y原子为Mg原子，它们形成的化合物为Mg3N2。8.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有（）A.1对B.2对C.3对D.4对【解析】选B。分析此题时，首先要明确两种元素不可能在同一周期，如在同一周期则是同一种元素，即只能是一种元素在第一周期，另一种元素在第二周期。所以，两种元素最外层电子数之比为1∶2。第一周期的元素的最外层电子数是1或2，则另一种元素的最外层电子数为2或4。9.已知A元素原子的核电荷数大于B元素原子的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A元素原子最外层电子数为B元素的两倍，A元素原子M层电子数为K层电子数的3倍，C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，其质子数为最外层电子数的6倍。请完成下列空白：（1）A的原子结构示意图为______；A元素的名称为______。（2）B的原子结构示意图为______；B元素的名称为______。（3）C的离子结构示意图为______；C元素的名称为______。【解析】因为K层最多容纳2个电子，又已知A元素原子M层电子数是K层电子数的3倍，所以M层电子数为2×3=6，则A为硫。B元素原子最外层上的电子数为6÷2=3，则B为铝。已知C的核电荷数是电子层数的4倍，质子数为最外层电子数的6倍，4与6的最小公倍数为12，可见该元素原子的核电荷数为12时，原子核内的质子数恰好为其电子层数的4倍，并为其最外层电子数的6倍，则C元素为镁，最外层电子数少于4的原子，易失去电子形成离子。[来源:学科网]【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）1.（2009·昆明高一检测）根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）A.K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D.M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等【解析】选C。K层、L层、M层电子数为奇数的原子一定是前18号元素的原子，它们所在的主族序数一定与最外层电子数相同，A、B、D正确；L层为偶数的原子可以是任何主族的元素，C错。2.在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与n-1层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比n+1层最多能多10个，则此电子层是（）A.K层B.L层C.M层D.N层【解析】选C。n作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以n-1层应为8个电子，为L层，则n应为M层；若n为次外层，则n+1为最外层，则次外层电子数为10+8=18，则进一步证明n为M层。3.短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的化学式不可能是()A.X2YZ4B.XYZ3C.X3YZ4D.X4Y2Z7【解析】选A。由题意知，X可以是H、Li、Na三种元素中的一种,Y为是磷，Z的L层有6个电子，该元素是氧，再分析各化合物化学式计算Y的化合价，其化合价分别[来源:学#科#网Z#X#X#K]为+6、+5、+5、+5，而磷元素无+6价，故A项不可能。[来源:学§科§网]4.下列微粒的核外电子排布式所表示的粒子一定属于短周期元素的是（）【解析】选C。A项可能是S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+等；B项是Ca；C项只有两个电子层，只可能是二、三周期的元素；D项是K；故选C。5.（2009·福州高一检测）某元素原子的最外电子层上只有2个电子，该元素是（）A.一定是ⅡA元素[来源:Zxxk.Com]B.一定是金属元素C.一定是正二价元素D.可能是金属元素，也可能是非金属元素【解析】选D。原子最外层上只有2个电子的元素可能是第ⅡA族元素，也可能是He，也可能是过渡元素，所以A、B、C错误，D正确。二、非选择题（本题包括3小题，共30分）6.（8分）（思维拓展题）（1）画出下列元素的原子结构示意图。①核电荷数为13的元素：_________。②某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数：___。③L层电子数是M层电子数2倍的元素：_________。[来源:Zxxk.Com]④某同位素原子核内没有中子的元素：_________。（2）写出1～18号元素中符合下列条件的原子(离子）的微粒符号和结构示意图。①某元素原子L层上的电子数为K层的3倍：________。②某元素原子L层上的电子数为K层的一半：_______。③得到2个电子后，电子总数与氩原子的电子总数相同的离子：_________。④某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍：_________。【解析】（1）①是Al；②是Be或Ar;③是Si;④是H。（2）①是O原子；②是Li原子；③是S2-离子；④是C原子。7.（9分）（2009·南通高一检测）已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则（1）X是___（填名称，下同），Y是____，Z是____。(2)由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式（分子式）是______。(3)由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是______和______。（4）X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式（分子式）是____。【解析】(1)根据原子的核外电子排布情况容易得出X为H、Z为O，再根据Y和Z可以形成两种以上气态化合物，原子序数依次递增得出Y只能为N；（2）考查化学式的有关计算；（3）考查10电子微粒的知识；（4）N、H、O三种元素形成的盐只能是铵盐。答案：（1）氢氮氧（2）N2O5(3)OH-(4)NH4NO3［实验·探究］8.（13分）已知1～20号元素中A、B、C、D四种元素的原子中，质子数为ABCD，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。D的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和，试推断：（1）元素的名称：C_________，D_________。（2）原子结构示意图：A_________，B________。（3）工业上由A元素的单质制取B元素的单质的化学方程式_________。（4）若没有“质子数为ABCD”的限制，C还可以是_________元素。【解析】A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，次外层只能是K层，A为碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，L层电子数为8，M层电子数为4，B元素为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，符合此条件的元素有锂和氯，因为质子数B小于C，C为氯元素；D的原子核外K层、