1.1原子结构-高二化学教学讲义（人教版2019选择性必修2）

第一节原子结构知识解读·必须会知识解读·必须会知识点一能层与能级1.能层（也称为电子层）（1)含义：原子核外电子是分层排的，多电子原子的核外电子的能量不同。按电子能量的差异，可将核外电子分成不同的能层。（2）能层的表示方法及所能容纳的最多电子数能层序数（n）电子的能层由内向外排序一二三四五六七能层符号KLMNOPQ最多电子数281832507298（3）各能层的能量关系：离核越近的能层具有的能量越低，即由K到Q，能层的能量由低到高。2.能级（1）含义：在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。不同能量的电子分成不同的能级，如同一能层的电子可分为s、d、f……能级，可表示为ns、np、nd、nf……。（2）各能层的能级符号和所能容纳的最多电子数能层符号KLMNO最多电子数281832能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…最多电子数22626102610142…3.能级与能层的关系知识点二基态与激发态原子光谱1.基态与激发态（1）基态原子：处于最低能量状态的原子。（2）激发态原子：基态原子吸收能量，它的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。2.原子光谱与光谱分析（1）原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。（2）光谱的成因及分类（3）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。知识点三构造原理与电子排布式1.构造原理（1）含义：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。（2）构造原理示意图2.构造原理的应用——电子排布式（1）定义：按能量由低到高的顺序写出各能级符号并用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。可以用来表示基态原子或简单离子的核外电子排布情况。（2）电子排布式：将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。（3）简化的电子排布式：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化的电子排布式。如氧、硫、铁的简化电子排布式分别为[He]2s22p4[Ne]3s23p4[Ar]3d64s2（4）价层电子排布式①在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)，其能级上的电子称为价层电子；②为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价层电子排布。知识点四电子云与原子轨道1.电子云（1）概率密度量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则eq\f(P,V)称为概率密度，用ρ表示。（2）电子云用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。2.电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。把电子在原子核外空间出现概率P＝90%的空间圈出来，即电子云轮廓图。3.原子轨道量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。原子轨道eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(轨道形状\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s电子的原子轨道呈球形对称,p电子的原子轨道呈哑铃形)),原子轨道数目\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s轨道1个,p轨道3个,d轨道5个,f轨道7个,……)),能量关系\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜,nd＜nf,②形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜,3s＜4s……,③同一电子层内形状相同而伸展方向不同的原子轨,道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等))))知识点五泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.泡利原理（1)电子的自旋状态电子除空间运动状态外，还有一种状态叫作自旋。自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头（↑和↓）表示自旋相反的电子。（2）泡利原理在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理由泡利首先提出，称为泡利原理。如eq\o\ac(\s\up15(),\x(↑↓))。2.电子排布的轨道表达式将每一个原子轨道用1个方框（也可用圆圈）表示，在方框内标明原子或简单离子核外电子排布的图式称为轨道表示式（又称电子排布图）。例如，O、Na、Ca2+的轨道表示式分别为3.洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。4.能量最低原理在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。热点题型·学解题热点题型·学解题【例1】下列关于能层与能级的说法中正确的是（）A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为n2B．不同能层中s能级的原子轨道半径相同C．不同能层中p能级的原子轨道能量相同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【答案】D【解析】A．按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层数，其中最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个），故A错误；B．能层序数越大，s原子轨道的能量越高，轨道的半径越大，故B错误；C．离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，故C错误；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，即原子轨道类型数目等于该电子层序数，如第一层（K层）上只有1S亚层，第二电子层（L层）只有2s和2p亚层，第三电子层（M层）只有3s、3p和3d亚层，第四电子层（N层）只有4s、4p、4d和4f亚层，故D正确；【变式11】下列有关认识正确的是()A．同一能层的所有电子的能量均相等B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n－1D．各能层最多容纳的电子数为2n2【答案】D【解析】A项、同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d…规律依次增大，故A错误；B项、各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级个数与能层数相等，所以有的能层不含f能级，故B错误；C项、各能层含有的能级数与其能层数相等为n，故C错误；D项、每个能层最多可容纳的电子数是2n2，但最外层不超过8个电子，次外层不超过18个电子，倒数第三层不超过32个电子，排列电子时这几条规律都要考虑，故D正确。【例2】下列说法不正确的是()A．同一原子的能层越高，s电子云半径越大B．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C．书写电子排布式时，按照构造原理，依据电子的填充顺序从左到右书写能级D．处于最低能量的原子叫做基态原子，我们通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布【答案】C【解析】能层越高，能量越大，即不同能层同一能级的电子云半径越大，故A说法正确；B、每一个能层都是从s能级开始，其能级数等于该能层的序数，故B说法正确；C、书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，故C说法错误；D、基态原子是处于最低能量的原子，通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布，故D说法正确。【变式21】下列说法中正确的是()A．1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布B．3p2表示3p能级有两个轨道C．同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中,2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多【答案】A【解析】A、1个2s电子被激发到2p能级上,表示的是激发态原子;B、3p2表示3p能级上填充了2个电子;C、同一原子中能层序数越大,能量也就越高,离核越远,故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高;D、在同一能级中,其轨道数是一定的,而不论它在哪一能层中。【例3】以下能级符号中，错误的是（）A．3s B．3p C．3d D．2d【答案】D【解析】L能层上有s、p，2个能级，即2s和2p，没有2d，M能层上有s、p、d，3个能级，即3s、3p和3d，故答案为：D。【变式31】下列能级中，轨道数为5的是（）A．2s B．2p C．4d D．4f【答案】C【解析】2s能级有1个原子轨道，2p能级有3个原子轨道，4d能级有5个原子轨道，4f能级有7个原子轨道，则能级中轨道数为5的是4d能级，故选：C。【例4】电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取到()A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱【答案】B【解析】由于4p能级的能量要高于3d能级的能量,电子由3d能级跃迁至4p能级时需要吸收能量,故得到的是原子的吸收光谱。【变式41】下列说法中不正确的是()A.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多B.3p2表示3p能级有两个电子C.K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6D.处于最低能量的原子叫做基态原子【答案】A【解析】所有能层中的p能级都只有3个轨道,A项错误。【例5】下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是 ()①Be:1s22s12p1②O:1s22s22p4③He:1s12s1④Cl:1s22s22p63s23p5A.①② B.②③ C.①③ D.②④【答案】D【解析】①Be:1s22s12p1是激发态,2s能量低于2p,故错误;②O:1s22s22p4符合能量最低原理,故正确;③He:1s12s1是激发态,1s能量低于2s,故错误;④Cl:1s22s22p63s23p5符合能量最低原理,故正确。【变式51】某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,该元素最可能的化合价为()A.+1 B.+3 C.+5 D.5【答案】B【解析】根据该元素原子的电子排布式可知,该原子的最外能层上有3个电子,故该元素的原子容易失去3个电子表现+3价。【例6】下列说法正确的是()A．每个能层s能级的原子轨道的形状均相同，能层序数越大，轨道半径越大，电子能量越高B．原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹C．教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”，这说明原子核外电子云是实际存在的D．每个能层都有p能级，p能级都有3个原子轨道【答案】A【解析】s能级的原子轨道的形状都是球形的，且能层序数越大，轨道半径也越大，电子能量越高，A正确；电子云是用小点的疏密来表示空间电子出现的概率密度大小的一种图形，B错误；“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”，但电子云不是实际存在的，C错误；第一能层没有p能级，D错误。【变式61】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．基态氢原子的电子云是圆形的C．ns能级的原子轨道图可表示为D．3d3表示3d能级有3个原子轨道【答案】C【解析】电子云是用小点表示电子在原子核外空间出现的概率，小点不代表电子，小点的疏密表示电子出现概率的大小，A项错误；基态氢原子的电子云是球形而不是圆形的，B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个原子轨道，D项错误。【例7】下列说法错误的是()A．电子排布式1s22s22p63s3违反了泡利原理B．基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理C．根据构造原理可知原子核外电子填充顺序为…4p、4d、4f、5s、5p…D．8O的电子排布式为1s22s22peq\o\al(2,x)2peq\o\al(2,y)，违反了洪特规则【答案】C【解析】根据泡利原理可知3s轨道最多排2个电子，A正确；由于4s轨道能量比3d轨道低，根据能量最低原理可知该基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d34s2，B正确；根据构造原理可知原子核外电子的填充顺序为…4p、5s、4d、5p、6s、4f…，C错误；根据洪特规则可知，电子尽可能地占据不同的轨道，则基态8O原子的电子排布式应为1s22s22peq\o\al(2,x)2peq\o\al(1,y)2peq\o\al(1,z)，D正确。【变式71】若某原子在处于能量最低状态时,外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是()A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子B.该元素的原子核外共有5个电子层C.该元素原子的M能层中有8个电子D.该元素原子最外层有3个电子【答案】B【解析】该元素原子处于能量最低状态时,原子中只有1个未成对电子,A错误;该元素原子核外共有5个电子层,B正确;该元素原子的M能层中有18个电子,C错误;该元素原子最外层有2个电子,D错误。【例8】下列各项叙述错误的是（）A．如果硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理B．如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理C．氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求【答案】A【解析】A、如果硫原子核外电子排布图为，则违反了洪特规则，故A错误；B、25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d54s2，如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d7，则违反了构造原理，故B正确；C、氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理，故C正确；D、泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求，故D正确。【变式81】基态原子的核外电子排布的原则不包括()A．能量守恒原理 B．能量最低原理C．泡利原理 D．洪特规则【答案】A【解析】基态原子的核外电子排布的原则为能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道；泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；洪特规则：洪特规则是在等价轨道（相同电子层、电子亚层上的各个轨道）上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同；所以基态原子的核外电子排布的原则不包括能量守恒原理。【例9】若将N的电子排布式写成1s2s22px22py1)，它违背了（）A．能量守恒原理 B．泡利原理 C．能量最低原理 D．洪特规则【答案】D【解析】N的2p能级有三个能级相同的轨道：2px、2py、2pz，而N有3个2p电子，电子排布应该遵循洪特规则，电子在能级相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，由此正确的排布式应为：1s2s22px12py12pz1，故选D。【变式91】下列由电子排布式所得的结论错误的是（）选项电子排布式结论A违背洪特规则B违背能量最低原理C违背泡利原理D违背能量最低原理【答案】B【解析】A、电子排布式为：，此处，，就是2p能级的3个简并轨道，两个电子排入2p能级，它们将分别占据2个简并轨道且自旋平行，而不是自旋相反地挤入其中一个轨道，所以A项电子排布是违反洪特规则的，故A正确；B.电子排布式为：，排布符合构造原理，符合三个原理，故B错误；C.电子排布式为：，3p轨道最多容纳6个电子，不可能出现的情况，所以C项电子排布式违反泡利原理，故C正确；D.电子排布式为：，虽然3d轨道为半充满结构，但3p上只有2个电子，没有充满，所以D项电子排布式违反能量较低原理，故D正确，【例10】某原子核外电子排布式为1s22s22p3，下列说法正确的是()A．该原子的核外电子排布图为eq\o\ac(\s\up15(1s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up15(2s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up16(2p),\x(↑↓))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri()B．该原子核外有3种能量不同的电子C．该原子核外最外层电子占据3个原子轨道D．该原子核外有3种运动状态不同的电子【答案】B【解析】A项，该电子排布图违反洪特规则，正确的电子排布图为eq\o\ac(\s\up15(1s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up15(2s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up16(2p),\x(↑))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)，错误；B项，该原子核外有3种能量不同的电子，分别为1s、2s、2p原子轨道上的电子，正确；C项，该原子核外最外层电子数为5，占据2s、2p原子轨道，共4个原子轨道，错误；D项，该原子有7种运动状态不同的电子，错误。【变式101】下列基态原子的电子排布式中，其未成对电子数最多的是()A．1s22s22p63s23p63d64s2B．1s22s22p63s23p64s1C．1s22s22p63s23p63d54s1D．1s22s22p63s23p63d104s1【答案】C【解析】根据s、p、d能级原子轨道数目及洪特规则可知，A、B、C、D项原子的未成对电子数分别为4、1、6、1，C项正确。课后提升·练到位课后提升·练到位1．下列有关认识正确的是()A．各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n－1D．各能层含有的电子数为2n2【答案】A【解析】A项、各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4，故A正确；B项、各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级个数与能层数相等，所以有的能层不含f能级，故B错误；C项、各能层含有的能级数与其能层数相等为n，故C错误；D项、各能层最多含有的电子数为2n2，但最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子，倒数第三层不能超过32个电子，故D错误。2.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是()A.两种原子的电子层上全部都是s电子B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子D.原子核外M能层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级尚未排有电子的两种原子【答案】B【解析】两原子的核外全部都是s电子,则原子具有1s能级或具有1s、2s能级,如果是氢原子与锂原子,二者并不处于同一周期,A项错误。3p能级上只有一个空轨道的原子,其价层电子排布式为3s23p2;3p能级上只有一个未成对电子的原子,其价电子排布式为3s23p1或3s23p5,三者都处于第三周期,B项正确。最外层电子排布式为2s22p6的原子为氖原子;最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是阴离子也可能是阳离子,如O2、Na+等,不一定处于同一周期,C项错误。原子核外M能层上的s、p能级都充满电子,而d能级中没有电子,符合条件的原子有氩原子、钾原子、钙原子,故不一定处于同一周期,D项错误。3.下列有关核外电子排布的式子不正确的是()A．基态24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1B．基态K原子的简化电子排布式：[Ar]4s1C．基态N原子的电子排布图：D．基态Si原子的电子排布图：【答案】D【解析】基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，这样排布满足洪特规则的特例，且能量最低，A正确；基态K原子核外有19个电子，故其简化电子排布式为[Ar]4s1，B正确；基态N原子核外有7个电子，其电子排布图为，C正确；Si原子3p能级的电子排布遵循洪特规则，应该是，D不正确。4．下列关于能层与能级的说法中正确的是A．同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同【答案】A【解析】A、同一原子中，能级名称相同，其轨道形状相同，能层越大其能量越高，选项A正确；B、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，选项B错误；C、同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是2个，选项C错误；D、同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d…规律依次增大，选项D错误；5．下列说法不正确的是（）A．原子光谱是测定物质结构的基本方法和实验手段B．霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同C．原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的D．“在高分辨钠原子光谱中的靠的很近的两条黄色谱线”可以利用玻尔原子结构模型较好地解释【答案】D【解析】A．原子光谱是线状谱，是不连续的。原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的光谱都有各自的特征谱线，原子光谱是不相同的。鉴别物质可以利用明线光谱和暗线谱，所以原子光谱可用于测定物质中元素的种类，故A正确；B．霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同，都是电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的，故B正确；C．原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的，故C正确；

D．玻尔原子结构模型能够成功地解释氢原子光谱，不能解释在高分辨钠原子光谱中的靠的很近的两条黄色谱线，故D错误；6．下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中,正确的是(

)A．基态时的能量比激发态时高B．激发态时比较稳定C．由基态转化为激发态过程中吸收能量D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱【答案】C【解析】A.处于最低能量状态的原子叫做基态原子，基态时的能量比激发态时低，故A错误；B.基态时的能量低、稳定，激发态时能量高、不稳定，故B错误；C.基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态，转化过程中要吸收能量，故C正确；D.电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量，从由激发态跃迁到基态辐射光子，放出能量。电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱，电子由基态跃迁到激发态吸收光子，获得能量，产生吸收光谱，故D错误；7．下列说法正确的是（）。A．自然界中的所有原子都处于基态B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性【答案】B【解析】A、自然界中的原子有的处于基态，有的处于激发态，A选项错误；B、C、同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量，若原子种类不同，则不一定如此，所以B选项正确，C选项错误；D、激发态原子的能量较高，容易跃迁到能量较低的状态或基态，能量降低。激发态原子若要失去电子，仍必须再吸收能量，失去电子难易程度需根据原子的具体情况而定，有的激发态原子易失去电子，有的激发态原子难失去电子，故D错误。8.观察1s轨道电子云示意图，下列说法正确的是()A．一个小黑点表示1个自由运动的电子B．1s轨道的电子云形状为圆形的面C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少【答案】D【解析】A、小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不表示电子数目，故A错误；B、1s轨道为球形，所以1s轨道的电子云形状为球形，故B错误；C、电子在原子核外作无规则的运动，不会像地球围绕太阳有规则的旋转，故C错误；D、小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少，密则机会大，疏则机会小，故D正确；9.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．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多C．ns能级的原子轨道图可表示为D．3d3表示3d能级有3个轨道【答案】C【解析】A、电子云是用小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率，小黑点不代表电子，小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，A错误；B、根据A中分析可判断B错误；C、1s电子云呈球形，ns能级的原子轨道图可表示为，C正确；D、3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个轨道，D错误。10.下列说法正确的是()A．因为p轨道是“8”字形的,所以p电子是“8”字形B．能层数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道C．氢原子中只有一个电子,故氢原子只有一个轨道D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的【答案】D【解析】A、p轨道是哑铃形,是说的电子出现概率高的“区域”的形状。B、能层数为3时,共有9个轨道。C、氢原子中有一个电子,但轨道是人们规定的,可以是空轨道。11.下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是

()。A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大【答案】D【解析】A、电子云是指核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云，故A错误；B、s能级的电子云轮廓图为球形，电子云的轮廓图是电子在原子核外空间出现的概率，故B错误；C、p能级原子轨道呈哑铃状，同一原子能层越高，同一能级的电子云半径增大，但原子轨道数不增加，仍然为3个，故C错误；D、同一原子能层越高，同一能级的电子云半径增大。故选：D。12.下列关于价层电子排布式为3s23p4的粒子的描述正确的是()A.它的元素符号为OB.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.可以与H2化合生成常温下呈液态的化合物D.其轨道表示式为:【答案】B【解析】价层电子排布式为3s23p4的原子是S,O原子的价电子排布式为2s22p4,A错误;S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,B正确;硫和氢气化合生成的硫化氢在常温下是气体而不是液体,C错误;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,且自旋平行,所以D项中的轨道表示式违反洪特规则,D错误。13.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A．最外层都只有一个电子的X、Y原子B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子D．2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子【答案】D【解析】D项，X原子是C原子，Y原子为Si原子，二者位于同一主族，最外层电子数相同，化学性质相似，D正确。14.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是()A.电子排布式为1s2的X原子与电子排布式为1s22s2的Y原子B.原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子C.2p能级中有一个空轨道的X原子与3p能级中有一个空轨道的Y原子D.最外层都只有1个电子的X、Y原子【答案】C【解析】电子排布式为1s2的原子为He,电子排布式为1s22s2的原子为Be,两者化学性质不相似,A错误;原子核外M能层上仅有两个电子的X原子为Mg,原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子有多种,如第四周期中Ca、Fe、Zn等,化学性质不一定相似,B错误;2p能级中有一个空轨道的X原子为C,3p能级中有一个空轨道的Y原子为Si,均为第ⅣA族元素,同主族的C和Si化学性质相似,C正确;原子最外层只有1个电子有第ⅠA族元素及部分过渡元素(如Cr、Cu),其化学性质不一定相似,D错误。15．图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关说法正确的是()A．图1中的每个小黑点表示1个电子B．图2表示1s电子只能在球体内出现C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴D．图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置【答案】C【解析】电子云就是用小黑点的疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示空间各电子出现的几率，A、D错误；在界面内出现该电子的几率大于90%，界面外也可出现电子，几率不足10%,，B错误。16．为揭示氢原子光谱是线性光谱这一事实，玻尔提出电子在线性轨道上绕核运行的理论。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【答案】D【解析】玻尔的原子结构模型只能解释氢原子光谱是线状光谱。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学理论来描述核外电子的运动状态，D项的内容无法用玻尔理论解释。17．下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________(填序号，下同)，违反能量最低原理的是__________，违反洪特规则的是__________，违反泡利原理的是________________。①Ca2＋：1s22s22p63s23p6②F－：1s22s23p6③P：eq\o\ac(\s\up15(1s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up15(2s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up16(2p),\x(↑↓))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑↓)\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑↓)eq\o\ac(\s\up15(3s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up16(3p),\x(↑↓))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri()④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑤Mg2＋：1s22s22p6⑥C：eq\o\ac(\s\up15(1s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up15(2s),\x(↑↑))eq\o\ac(\s\up16(2p),\x(↑))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri()【答案】①④⑤②③⑥【解析】根据核外电子排布规律知②中错误在于电子排满2s轨道后应排2p轨道，而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③3p电子在简并轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同，正确的应为eq\o\ac(\s\up16(3p),\x(↑))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)，没有遵循洪特规则；⑥违反泡利原理，正确的应为eq\o\ac(\s\up15(1s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up15(2s),\x(↑↓))eq\o\ac(\s\up16(2p),\x(↑))\d\ba15()\x\to\bo\ri(↑)\d\ba15()\x\to\bo\ri()。18.根据核外电子的排布特点推断元素。(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为;其价层电子的轨道表示式为。

(2)B元素的正三价离子的3d能级为半充满,B的元素符号为,其基态原子的电子排布式为,其原子的结构示意图为。

(3)C元素基态原子的M能层全充满,N能层没有成对电子且只有一个未成对电子,C的元素符号为,其基态原子的电子排布式为。

(4)D元素的原子最外层电子排布式为nsnn,则n=;原子中能量最高的是电子,核外电子轨道表示式为。

【答案】(1)N(2)Fe1s22s22p63s23p63d64