1.1 原子结构模型（第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述）-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（鲁科版2019选择性必修2）

第1章 原子结构与元素性质 第1节 原子结构模型 第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/题型解读 典题举一反三，应用触类旁通 07/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．会描述核外电子的运动状态。 2．了解原子轨道和电子云的含义。 3．知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 重点：理解电子层、能级、原子轨道的含义。 难点：用原子轨道和电子云模型来描述电子的运动状态(空间分布及能量)。 一、量子力学对原子核外电子运动状态的描述 1．电子层 将量子数n所描述的电子运动状态称为电子层。 分层标准 电子离核的远近 取值 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 能量 逐渐升高 离核 越来越远 2．能级 在同一电子层中，电子所具有的能量可能不同，所以同一电子层可分成不同的能级，用s、p、d、f等来表示。 ①描述同一电子层中能量不同的能级，也称为(电子云)原子轨道的形状、电子亚层。 ②第1电子层(n=1，K 层)有1个能级：1s； 第2电子层(n=2，L 层)有2个能级：2s、2p； 第3电子层(n=3，M层)有3个能级：3s、3p、3d； 第4电子层(n=4，N层)有4个能级：4s、4p、4d、4f …… 3．原子轨道 (1)描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨道的不同伸展方向。 (2)同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同 (3)s能级有1个原子轨道，p能级有3个能量相同的原子轨道，px、py、 pz；d能级有5个能量相同的原子轨道，；f能级有7个能量相同的原子轨道…… 概念 单个电子在原子核外的空间运动状态 各能级上对应的原子轨道数 ns np nd nf 1 3 5 7 4．核外电子的自旋量子化状态 (1)描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简称为电子自旋状态。 (2)处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。 (3)通常用符号↑和↓表示。 【名师点拨】 能层与能级的有关规律 1．能级的个数=所在能层的能层序数。 2．能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 3．英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 4．每一能层最多容纳电子数为2n2(n为能层序数)。 5．各能级所在能层的取值：ns(n≥1)；np(n≥2)；nd(n≥3)；nf(n≥4)。 6．能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 7．不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s) 。 8．不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 二、原子轨道的图形描述 1．原子轨道的图形描述 2．s电子的原子轨道 s能级电子的原子轨道呈球形，即该原子轨道具有球对称性，电子层(能层)序数越大，原子轨道的半径越大。 3．p电子的原子轨道 P电子的原子轨道是纺锤形(哑铃形)形的，每个P原子轨道有3个轨道(伸展方向)，它们互相垂直，P轨道在空间的分布特点是分别相对于x、y、z轴对称， P原子轨道在空间的分布分别沿x、y、z方向。P原子轨道的平均半径也随电子层序数增大而增大。 其他轨道结构更复杂，暂时不研究。 三、电子在核外的空间分布 1．原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速(3.0×108 m·s－1)。 2．电子云 (1)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。 (2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是球形，p能级的电子云轮廓图是哑铃形。 3．电子在核外的空间分布 (1)电子云图：描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形。 (2)意义：点密集的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率小。 【易错提醒】 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越大。 (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数。 (3)电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)每个轨道容纳的2个电子自旋方向不固定。( ) (2)n＝2时，有2s、2px、2py、2pz四个原子轨道。( ) (3)磷原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同。( ) (4)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。( ) (5)s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动。( ) (6)p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向。( ) (7)2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大。( ) (8)p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多。( ) (9)对p轨道电子云轮廓图的形状是互相垂直的花瓣形。( ) (10)因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动。( ) 【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5) × (6) × (7)√ (8)× (9) × (10)× ►问题一 每个电子层上的能级数目与电子层序数n有什么关系？是不是每个电子层上都有s、p、d、f能级？总结每个电子层(n表示)最多容纳的电子数是多少？ 【答案】电子层上的能级数目＝电子层序数n，因此并不是所有的电子层都有s、p、d、f能级。K层有1个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以K层最多容纳2个电子；L层有4个轨道，最多容纳8个电子；同理，M层最多容纳18个电子；N层最多容纳32个电子，以此类推，每层最多容纳的电子数为2n2个。 ►问题二 在同一电子层的同一能级上运动的电子，其运动状态相同吗？不同电子层的同种能级的原子轨道形状是否完全相同？如何比较原子中电子的能量高低？ 【答案】不相同，同一能级上运动的电子所处的轨道不一定相同，即使是同一原子轨道，电子的自旋运动状态有2种，运动状态也不同，故同一原子的各电子的运动状态都不同。不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，但不完全相同。只是原子轨道的半径不同，能级序数n越大，电子的能量越大，原子轨道的半径越大。例如1s、2s、3s轨道均为球形，原子轨道半径：r(1s)＜r(2s)＜r(3s)。在多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：(1)相同电子层上原子轨道能量的高低：ns<np<nd；(2)不同电子层形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s；2p<3p<4p；(3)相同电子层形状相同的原子轨道能量的高低：2px＝2py＝2pz。 ►问题三 s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子是不是只能在球壳内运动？p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层的增加，p能级原子轨道是不是也在增多？与s原子轨道相同，p原子轨道的平均半径是不是随电子层的增大而增大？ 【答案】不是。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会小。p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层的增加，p能级原子轨道不是也在增多，无论电子层序数n怎样变化，每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直。由于按2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。 ►问题四 对氧原子的2px、2py、2pz，有以下不同的说法，你认为正确吗？ (1)它们是同一原子轨道；(2)电子云的形状不相同；(3)电子云在空间的伸展方向相同；(4)它们的能量不相同。 【答案】都不正确。因为主量子数n决定电子层，主量子数n和角量子数l共同决定原子轨道的能量，磁量子数m决定电子云的伸展方向。2px、2py、2pz的n、l相同，m不相同，它们表示的是主量子数为2，分别沿x轴、y轴、z轴伸展的三个p轨道，电子云的形状都是哑铃形，空间的伸展方向互相垂直，且能量相同。 ►问题五 量子力学中轨道的含义与玻尔轨道的含义有没有区别？从量子力学角度分析核外电子运动有什么特点？量子力学是如何描述电子运动的？ 【答案】量子力学中轨道既不是圆周轨道，也不是其他经典意义上的固定轨迹。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，ns、np、nd、nf能级分别有1、3、5、7个原子轨道。每个p能级有3个相互垂直的原子轨道，分别标记为npx、npy、npz，同一能级中的原子轨道能量相同。 ►题型一 电子层、能级、原子轨道 【典例1】量子力学原子结构模型中的原子轨道是用来描述核外电子空间运动状态的。下列关于原子轨道的叙述正确的是(　　) A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同 B．第n电子层上共有2n2个原子轨道 C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道 D．处于同一原子轨道上的电子，运动状态完全相同 【答案】C 【解析】原子轨道与宏观物体的运动轨道不同，它是指电子出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A项错误；第n电子层上共有n2个原子轨道，B项错误；原子核外每个电子的运动状态均不同，D项错误。 【解题必备】 1．电子层、能级和原子轨道之间的关系 量子数(电子层) 1 2 3 4 … n 电子层符号 K L M N … 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 能级中轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 … 电子层中轨道数 1 4 9 16 … n2 电子运动状态种数 2 8 18 32 … 2n2 2．不同原子轨道能量大小的关系 【变式1-1】下列各电子层中不包含d能级的是(　　) A．N电子层 B．M电子层 C．L电子层 D．O电子层 【答案】C 【解析】第1电子层只有1个能级(1s)，第2电子层有2个能级(2s和2p)，第3电子层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。前两个电子层没有d能级，从第3电子层才开始出现d能级。 【变式1-2】下列原子轨道中，可容纳电子数最多的是(　　 ) A．5d B．6p C．4f D．7s 【答案】C 【解析】能级中所含原子轨道的数目取决于能级种类，与电子层序数无关，s、p、d、f能级分别含有1、3、5、7个原子轨道，每个原子轨道最多容纳2个电子，所以4f轨道容纳电子数最多。 【变式1-3】下列有关电子层和能级的叙述中正确的是(　　) A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子 B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2 D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级 【答案】C 【解析】A项M电子层有s、p、d共3个能级，最多容纳18个电子。B项3d能级最多容纳10个电子，从N电子层开始有f能级，最多容纳14个电子，不存在3f能级。C项每个电子层都从s能级开始，且s能级最多容纳2个电子。D项K电子层只有s能级，不含有p能级。 ►题型二 原子轨道的图形描述和电子云 【典例2】下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A．电子云表示电子的运动轨迹 B．黑点的多少表示电子个数的多少 C．处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D．处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 【答案】D 【解析】电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小，A、B错误；1s轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小黑点密集，电子出现的概率大，离核越远电子出现的概率越小，C错误；处在2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，D正确。 【名师提醒】 (1)电子云表示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。电子云图中小点密度越大，表示电子出现的概率越大。 (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子真实出现的次数。 (3)由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知，在离原子核越近的空间电子出现的概率越大。 【变式2-1】对原子核外的电子运动描述方法正确的是(　　) A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C．核外电子的运动有确定的轨道 D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 【答案】D 【解析】核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的位置，也不能描画它的运动轨迹。 【变式2-2】下列有关核外电子运动状态的说法正确的是(　　) A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 B．原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 C．第3电子层有3s、3p、3d三个轨道 D．氢原子只有1个电子，故氢原子只有一个轨道 【答案】A 【解析】原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的，本质是相同的，A正确。原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态，只能描述核外电子高频出现的“区域”，而不能描述核外电子运动的轨迹，B不正确。第3电子层有3s、3p、3d三个能级，分别有1、3、5个轨道，第3电子层共有9个轨道，C不正确。氢原子像其他原子一样，可以有多个电子层，电子层又分若干个能级和轨道，只是在通常条件下，氢原子的这一个电子处于能量最低的1s轨道，当电子从外界吸收能量后，氢原子的这个电子可以跃迁到能量较高的轨道，D不正确。 【变式2-3】观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是(　　) A．一个小点表示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轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小 【答案】D 【解析】由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，电子在该区域出现的概率大，不是在面上或内部，而是在整个区域。图中的小点不表示电子，而表示电子在此位置出现概率的大小。 1．下列符号表述合理的是(　　) A．5s1 B．2p10 C．2d6 D．3f14 【答案】A 【解析】A项，每个能层都会从s能级开始，且所含有电子不超过2个，所以5s1合理，A正确；B项，第二能层有s、p能级，p能级最多容纳电子数为6，2p10不符合，B错误；C项，第二能层有s、p能级，2d不存在，2d6不符合，C错误；D项，第三能层有s、p、d三个能级，3f14不存在，D错误；故选A。 2．当电子层、能级和原子轨道确定后，仍不能确定该原子轨道的(　　) A．数目 B．空间伸展方向 C．能量高低 D．电子数 【答案】D 【解析】电子层、能级和原子轨道确定后，原子轨道数目、空间伸展方向、能量高低都能确定，只有轨道上填充的电子数不能确定。 3．在多电子原子中，决定轨道能量的是(　　) A．电子层 B．电子层和能级 C．电子层、能级和原子轨道空间分布 D．原子轨道空间分布和电子自旋方向 【答案】B 【解析】多电子原子中，根据核外电子的能量差异，可将其分成不同的电子层；同一电子层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成不同的能级，同一能级的轨道能量相同，故决定轨道能量的是电子层和能级，B项正确。 4．下列关于电子云的叙述不正确的是(　　) A．电子云是用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率大小的图形 B．电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形 C．电子云图说明电子离核越近，单位体积内出现的概率越大；电子离核越远，单位体积内出现的概率越小 D．相同电子层不同能级的原子轨道，其电子云的形状不同 【答案】B 【解析】为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小。点密集的地方，表示在那里电子在单位体积内出现的概率大；点稀疏的地方，表示在那里电子在单位体积内出现的概率小。 5．下列关于能级的说法正确的是(　　) A．所有能层都包含p能级 B．p能级的能量一定比s能级的高 C．3p2表示3p能级有两个轨道 D．2p、3p、4p能级的轨道数相同 【答案】D 【解析】A项，K能层仅包括1s能级这一种能级，不包含p能级，A错误；B项，同一能层不同能级之间能量关系是p 能级的能量一定比s能级的高；但若能层序数不同，就不符合该关系，如3s能级的能量比2p能级的能量高，B错误；C项，3p2表示3p能级上有两个电子，C错误；D项，2p、3p、4p能级的轨道数相同，都是仅有3个轨道，D正确；故选D。 6．N原子核外能量最高的电子具有不同的(　　) A．电子亚层 B．电子云伸展方向 C．电子云形状 D．自旋方向 【答案】B 【解析】A项，N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子，这三个电子都在2p亚层，故A不符合题意；B项，三个电子有三个伸展方向分别为px、py、pz，故B符合题意；C项，p轨道电子云形状为纺锤形，故C不符合题意；D项，p轨道三个电子自旋方向相同，故D不符合题意。故选B。 7．有关氮原子核外p亚层中的电子的说法错误的是(　　) A．能量相同 B．电子云形状相同 C．电子云伸展方向相同 D．自旋方向相同 【答案】C 【解析】氮原子核外电子排布为：1s22s22p3，2px1、2py1 和2pz1 上的电子能量相同、电子云形状相同、自旋方向相同，但电子云伸展方向不相同，故选C。 8．3px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 【答案】D 【解析】3px中，3表示第三电子层，px表示沿x轴方向伸展的p轨道。 9．下列说法中正确的是(　　) A．p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形 B．电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道 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】p轨道是哑铃形，是说电子出现概率高的“区域”的形状，而不是p电子的运动轨迹，A错；n＝3时，共有3s、3p、3d三个能级，共有1＋3＋5＝9个轨道，B错。 10．关于氢原子电子云图的说法正确的是(　　) A．黑点密度大，电子数目大 B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会小 C．电子云图是对电子运动无规律的描述 D．电子云图描述了电子运动的客观规律 【答案】D 【解析】电子云图中的黑点不代表电子，只是利用其密度的大小来代表电子在此区域出现机会的大小。电子运动的客观规律用图形表现就是电子云图。 11．下列说法中正确的是(　　) A．1s、2px、2py、2pz轨道都具有球对称性 B．因为p轨道是“8”字形的，所以p电子也是“8”字形 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】s轨道是球形对称的；p轨道呈哑铃形，px、py、pz分别相对于x、y、z轴对称；氢原子中只有一个电子，填充在1s轨道上，但也存在其他空轨道，使电子跃迁，产生光谱。 12．观察2pz轨道电子云示意图(如图所示)判断，下列说法中错误的是(　　 ) A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称 B．点密集的地方表明电子出现的概率大 C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动 D．2pz轨道的形状为两个椭圆球 【答案】C 【解析】观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，A正确；电子云中的小点疏密程度代表电子出现概率的大小，所以点密集的地方表明电子出现的概率大，B正确；图示中，电子出现的概率分布关于z轴对称，电子云并不是电子的真实运动轨迹，C错误；2pz轨道电子云形状为两个椭圆球，而不是面，D正确。 13．下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．电子层数为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．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 【答案】D 【解析】A项，质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，电子没有确定的运动轨道；B项，第3电子层只有3s、3p、3d三个能级，而3s能级有1个轨道、3p能级有3个轨道、3d能级有5个轨道，故第3电子层有9个轨道；C项，氢原子中只有1个电子，在1s轨道上运动，但还存在其他空轨道；D项，电子的运动状态与电子层、能级和自旋运动状态有关，在同一原子内部没有两个电子存在完全相同的运动状态。 14．对原子核外的电子运动描述方法正确的是(　　) A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C．核外电子的运动有确定的轨道 D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 【答案】D 【解析】核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的位置，也不能描画它的运动轨迹。 15．下列说法错误的是(　　) A．同一原子中，、、电子的能量逐渐升高 B．霓虹灯能发出五颜六色的光，其发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同 C．和轨道在三维空间分布的图形均为哑铃 D．电子云示意图中的每个小黑点都表示一个电子 【答案】D 【解析】A项，能层越大，电子的能量越高，所以同一原子中，、、电子的能量逐渐升高，A正确；B项，霓虹灯能发出五颜六色的光，其发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同，两者均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，B正确；C项，p能级在三维空间分布的图形均为哑铃，C正确；D项，电子云示意图中的每个小黑点表示的是电子在核外空间某处出现的概率，小黑点的疏密程度代表电子出现概率的多少，D错误；故选D。 16．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)用相应的符号描述主量子数n＝2的所有的原子轨道________。 (3)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。 A．2s B．2d C．3p D．3f (4)基态Cl－核外电子的运动状态共________种。 (5)基态Si原子中，电子占据的最高电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________，电子数为________。 【答案】(1)2　2　4　8　(2)2s、2px、2py、2pz (3)A　(4)18　(5)M　9　4 【解析】(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p 2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n＝2的电子层最多容纳8个电子。(2)n＝2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz。(3)L电子层只有2s、2p能级，M电子层只有3s、3p、3d能级，3px、3py、3pz才可表示原子轨道，故选A。(4)Cl－有18个电子，每个电子运动状态不同，共18种运动状态。(5)根据核外电子排布规律，能量高的在离核远的电子层运动，基态Si原子有K、L、M三个电子层，电子占据的最高电子层为M层。该层有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道共9个轨道，Si原子M层有4个电子。 17．回答下列问题： (1)多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，所以，同一能层的电子，又被分成不同的___________，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。 (2)能级的符号和所能容纳的最多电子数 能层 K L M N O 能级 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ … 最多电子数 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ … (3)能层与能级的有关规律 ①每一能层最多可容纳的电子数为___________(n为能层序数)。 ②在每一个能层中，能级符号的顺序是___________…… (n为能层序数)。 ③任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该___________，即第一能层只有1个能级___________，第二能层有2个能级___________，第三能层有3个能级___________，依次类推。 ④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为___________的2倍。 ⑤英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳___________个电子。 ⑥多电子原子中，同一能层各能级的能量顺序：___________ 【答案】(1)能级 (2)  1s     2s     2p     3s     3p     3d     4s     4p     4d     4f     5s     5p     2     2     6     2     6     10     2     6     10     14     2     6 (3) 2n2     ns     np       nd       nf        ng     能层序数     1s     2s和2p     3s、3p和3d     1、3、5、7     2     E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜E(ng) 1．下列有关原子轨道的叙述中正确的是(　　) A．氢原子的2s轨道能量较3p能级高 B．锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布 C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层序数的增加，p能级原子轨道也在增多 D．电子层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子 【答案】B 【解析】氢原子的2s轨道能量较3p能级低，故A错误；s能级的原子轨道都是球形的，故B正确；p能级的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，故C错误；电子层最多容纳的电子数为2n2，电子层n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，故D错误。 2．下列有关说法正确的是(　　) A．原子的核外电子最易失去的电子能量最低 B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D．s能级电子绕核旋转，其轨迹为一圆圈，而p能级电子是走∞字形 【答案】B 【解析】能量越高的电子在离核越远的区域内运动，越容易失去，所以原子核外最易失去的电子能量最高，故A错误；各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7，故B正确；p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如2p轨道的电子能量低于3s轨道的电子能量，故C错误；电子在原子核外做无规则运动，并无固定的轨道，故D错误。 3．下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A．电子云表示电子的运动轨迹 B．黑点的多少表示电子个数的多少 C．处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D．处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 【答案】D 【解析】电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小，A、B错误；1s轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小黑点密集，电子出现的概率大，离核越远电子出现的概率越小，C错误；处在2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，D正确。 4．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是(　　) A．核外电子是分层运动的 B．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定 C．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数 D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关 【答案】C 【解析】电子所具有的能量不同，会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，D项正确；可由电子层数确定原子轨道数，C项错误。 5．电子作为微观粒子，其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别，下列关于电子运动特征的叙述中，正确的是(　　) A．电子的运动根本就不存在运动轨迹 B．电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动，只不过每一个圆周的半径不同而已 C．电子的运动速率特别快，所以其能量特别大 D．电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度 【答案】D 【解析】A项，电子的存在是客观事实，每一个瞬间肯定都有客观存在的位置，所以肯定存在运动轨迹，故A错误；B项，电子不存在确切的运动轨道，故B错误；C项，电子的运动速率虽然很快，但是其质量特别小，所以其能量也不会特别大，故C错误；D项，电子的运动速率特别快，运动范围特别小，所以不能准确地测定其位置和速度，故D正确；故选D。 6．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。下列说法不符合这一理论的是(　　) A．在不同轨道上运动的电子具有不同的能量 B．电子在确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．钠的原子光谱中存在靠得很近的两条黄色谱线 【答案】D 【解析】A项，核外电子在特定的原子轨道上运动，轨道具有固定的能量，则在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，A与题意不符；B项，电子在确定半径的轨道上运动时，电子具有的能量不变，则不辐射能量，B与题意不符；C项，电子跃迁时，电子会在不同能量的轨道跃迁，会吸收或放出特定的能量，C与题意不符；D项，玻尔理论解释了氢原子光谱为线状光谱，但却没有解释出氢原子在外磁场的作用下分裂为多条谱线，要解释氢原子光谱的多重谱线，需用量子力学所建立的四个量子数来描述核外电子的运动状态，D符合题意。故选D。 7．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是(　　) A．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，才能准确表示电子运动状态 B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7 C．同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的 D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱 【答案】A 【解析】A项，只有在电子层、电子亚层、电子云的伸展方向及电子的自旋都确定时，电子的运动状态才能确定下来，A错误；B项，各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7，B正确；C项，在任何一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的2个电子，C正确；D项，基态原子吸收能量变为激发态原子，可得到吸收光谱，D正确；故选A。 8．下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 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，故只有一个轨道，不能发生跃迁而产生光谱 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 【答案】D 【解析】A项，电子运动不是围绕原子核在固定的轨道上高速旋转，只是在某个区域出现的概率大些，故A错误；B项，三能层中没有f轨道，即能层数为3时，只有3s、3p、3d轨道，故B错误；C项，氢原子有多个轨道，只有一个轨道上有电子，其它轨道为空轨道，故C错误；D项，同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，则其运动状态肯定不同，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，故D正确；故选D。 9．下列说法正确的是(　　) A．金属钠的焰色是黄色，它的产生与电子的跃迁吸收能量有关 B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动 C．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线 D．光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 【答案】D 【解析】A项，光的产生与与电子的跃迁释放能量有关，A错误；B项，能级和能层只是表明电子在该处出现的概率大小，并不表示电子运动的位置，B错误；C项，氢原子核外只有一个电子，但它的激发态存在多种情况，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出光线，故它产生的原子光谱中不会只有一根或明或暗的线，C错误；D项，光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，D正确；故选D。 10．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，判断下列叙述正确的是(　　) A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做圆周运动 B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同 C．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同 D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的 【答案】D 【解析】A项，s轨道是球形的，这是电子云图的形状，表示电子在核外空间某处单位体积内出现的概率大小，而不是电子在做圆周运动，A错误；B项，p能级有3个原子轨道，相同电子层上的p轨道能量相同，则，B错误；C项，同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋状态不同，则其运动状态肯定不同，C错误；D项，原子轨道和电子云都可用来形象地描述电子运动状态，D正确；故选D。 11．回答下列问题： (1) n=2的能层有______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)用相应的符号描述的所有的原子轨道：______。 (3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象地描述。在基态原子中核外存在______个不同运动状态的电子。 (4)基态原子中，核外电子占据的最高能层符号为______，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为______。 (5)如图是s能级、p能级的原子轨道图试回答问题： ①s能级的原子轨道呈______形，每个s能级有______个原子轨道；p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴______，每个p能级有______个原子轨道。 ②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与______有关，______越高，原子轨道半径越大。 【答案】(1) 2     2     4     8     (2)2s、2px、2py、2pz      (3)电子云     6     (4)N     球形 (5) 球     1     对称     3     能层     能层 【解析】(1)第二能层有2s、2p两个能级，有两种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz四个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n=2的第二能层最多容纳8个电子；(2) n=2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz；(3)电子在原子核外出现的概率密度分布像一团云雾，因而形象地称为电子云，在同一原子内部不存在运动状态完全相同的电子，故14C原子核外有6个不同运动状态的电子；(4)K原子核外有四个能层，最外层为N层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图为球形； (5)①s轨道在三维空间分布的图形为球形，且每个s能级只有一个轨道；p轨道空间分布的图形分别相对于x、y、z轴对称，每个p能级有3个轨道；②原子轨道的半径与能层有关，并随能层升高而增大。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 原子结构与元素性质 第1节 原子结构模型 第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/题型解读 典题举一反三，应用触类旁通 07/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．会描述核外电子的运动状态。 2．了解原子轨道和电子云的含义。 3．知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 重点：理解电子层、能级、原子轨道的含义。 难点：用原子轨道和电子云模型来描述电子的运动状态(空间分布及能量)。 一、量子力学对原子核外电子运动状态的描述 1．电子层 将量子数n所描述的电子运动状态称为电子层。 分层标准 电子离核的远近 取值 1 2 3 4 5 6 7 符号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ 能量 _____________________ 离核 _____________________ 2．能级 在同一电子层中，电子所具有的能量可能________，所以同一电子层可分成不同的________，用________________等来表示。 ①描述同一电子层中能量不同的能级，也称为(电子云)原子轨道的形状、电子亚层。 ②第1电子层(n=1，K 层)有1个能级：________； 第2电子层(n=2，L 层)有2个能级：________； 第3电子层(n=3，M层)有3个能级：________； 第4电子层(n=4，N层)有4个能级：________________ …… 3．原子轨道 (1)描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨道的________________方向。 (2)同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同 (3)s能级有1个原子轨道，p能级有3个能量相同的原子轨道，px、py、 pz；d能级有5个能量相同的原子轨道，；f能级有7个能量相同的原子轨道…… 概念 单个电子在原子核外的空间运动状态 各能级上对应的原子轨道数 ns np nd nf ______ _____ _____ ______ 4．核外电子的自旋量子化状态 (1)描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简称为________________。 (2)处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有_______种。 (3)通常用符号_____和_____表示。 【名师点拨】 能层与能级的有关规律 1．能级的个数=所在能层的能层序数。 2．能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 3．英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 4．每一能层最多容纳电子数为2n2(n为能层序数)。 5．各能级所在能层的取值：ns(n≥1)；np(n≥2)；nd(n≥3)；nf(n≥4)。 6．能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 7．不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s) 。 8．不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 二、原子轨道的图形描述 1．原子轨道的图形描述 2．s电子的原子轨道 s能级电子的原子轨道呈________形，即该原子轨道具有球对称性，电子层(能层)序数越大，原子轨道的半径________。 3．p电子的原子轨道 P电子的原子轨道是________形(哑铃形)形的，每个P原子轨道有________个轨道(伸展方向)，它们互相________，P轨道在空间的分布特点是分别相对于x、y、z轴对称， P原子轨道在空间的分布分别沿x、y、z方向。P原子轨道的平均半径也随电子层序数增大而________。 其他轨道结构更复杂，暂时不研究。 三、电子在核外的空间分布 1．原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带________电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间________。 (3)电子运动的速度很快，接近________ (3.0×108 m·s－1)。 2．电子云 (1)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________________分布的形象化描述。 (2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是________形，p能级的电子云轮廓图是________形。 3．电子在核外的空间分布 (1)电子云图：描述电子在核外空间某处单位体积内的________________的图形。 (2)意义：点密集的地方，表示电子在此处单位体积内出现的________；点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的________。 【易错提醒】 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越大。 (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数。 (3)电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)每个轨道容纳的2个电子自旋方向不固定。( ) (2)n＝2时，有2s、2px、2py、2pz四个原子轨道。( ) (3)磷原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同。( ) (4)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。( ) (5)s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动。( ) (6)p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向。( ) (7)2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大。( ) (8)p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多。( ) (9)对p轨道电子云轮廓图的形状是互相垂直的花瓣形。( ) (10)因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动。( ) ►问题一 每个电子层上的能级数目与电子层序数n有什么关系？是不是每个电子层上都有s、p、d、f能级？总结每个电子层(n表示)最多容纳的电子数是多少？ ►问题二 在同一电子层的同一能级上运动的电子，其运动状态相同吗？不同电子层的同种能级的原子轨道形状是否完全相同？如何比较原子中电子的能量高低？ ►问题三 s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子是不是只能在球壳内运动？p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层的增加，p能级原子轨道是不是也在增多？与s原子轨道相同，p原子轨道的平均半径是不是随电子层的增大而增大？ ►问题四 对氧原子的2px、2py、2pz，有以下不同的说法，你认为正确吗？ (1)它们是同一原子轨道；(2)电子云的形状不相同；(3)电子云在空间的伸展方向相同；(4)它们的能量不相同。 ►问题五 量子力学中轨道的含义与玻尔轨道的含义有没有区别？从量子力学角度分析核外电子运动有什么特点？量子力学是如何描述电子运动的？ ►题型一 电子层、能级、原子轨道 【典例1】量子力学原子结构模型中的原子轨道是用来描述核外电子空间运动状态的。下列关于原子轨道的叙述正确的是(　　) A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同 B．第n电子层上共有2n2个原子轨道 C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道 D．处于同一原子轨道上的电子，运动状态完全相同 【解题必备】 1．电子层、能级和原子轨道之间的关系 量子数(电子层) 1 2 3 4 … n 电子层符号 K L M N … 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 能级中轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 … 电子层中轨道数 1 4 9 16 … n2 电子运动状态种数 2 8 18 32 … 2n2 2．不同原子轨道能量大小的关系 【变式1-1】下列各电子层中不包含d能级的是(　　) A．N电子层 B．M电子层 C．L电子层 D．O电子层 【变式1-2】下列原子轨道中，可容纳电子数最多的是(　　 ) A．5d B．6p C．4f D．7s 【变式1-3】下列有关电子层和能级的叙述中正确的是(　　) A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子 B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2 D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级 ►题型二 原子轨道的图形描述和电子云 【典例2】下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A．电子云表示电子的运动轨迹 B．黑点的多少表示电子个数的多少 C．处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D．处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 【名师提醒】 (1)电子云表示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。电子云图中小点密度越大，表示电子出现的概率越大。 (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子真实出现的次数。 (3)由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知，在离原子核越近的空间电子出现的概率越大。 【变式2-1】对原子核外的电子运动描述方法正确的是(　　) A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C．核外电子的运动有确定的轨道 D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 【变式2-2】下列有关核外电子运动状态的说法正确的是(　　) A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 B．原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 C．第3电子层有3s、3p、3d三个轨道 D．氢原子只有1个电子，故氢原子只有一个轨道 【变式2-3】观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是(　　) A．一个小点表示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轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小 1．下列符号表述合理的是(　　) A．5s1 B．2p10 C．2d6 D．3f14 2．当电子层、能级和原子轨道确定后，仍不能确定该原子轨道的(　　) A．数目 B．空间伸展方向 C．能量高低 D．电子数 3．在多电子原子中，决定轨道能量的是(　　) A．电子层 B．电子层和能级 C．电子层、能级和原子轨道空间分布 D．原子轨道空间分布和电子自旋方向 4．下列关于电子云的叙述不正确的是(　　) A．电子云是用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率大小的图形 B．电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形 C．电子云图说明电子离核越近，单位体积内出现的概率越大；电子离核越远，单位体积内出现的概率越小 D．相同电子层不同能级的原子轨道，其电子云的形状不同 5．下列关于能级的说法正确的是(　　) A．所有能层都包含p能级 B．p能级的能量一定比s能级的高 C．3p2表示3p能级有两个轨道 D．2p、3p、4p能级的轨道数相同 6．N原子核外能量最高的电子具有不同的(　　) A．电子亚层 B．电子云伸展方向 C．电子云形状 D．自旋方向 7．有关氮原子核外p亚层中的电子的说法错误的是(　　) A．能量相同 B．电子云形状相同 C．电子云伸展方向相同 D．自旋方向相同 8．3px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 9．下列说法中正确的是(　　) A．p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形 B．电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道 D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 10．关于氢原子电子云图的说法正确的是(　　) A．黑点密度大，电子数目大 B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会小 C．电子云图是对电子运动无规律的描述 D．电子云图描述了电子运动的客观规律 11．下列说法中正确的是(　　) A．1s、2px、2py、2pz轨道都具有球对称性 B．因为p轨道是“8”字形的，所以p电子也是“8”字形 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 12．观察2pz轨道电子云示意图(如图所示)判断，下列说法中错误的是(　　 ) A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称 B．点密集的地方表明电子出现的概率大 C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动 D．2pz轨道的形状为两个椭圆球 13．下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．电子层数为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．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 14．对原子核外的电子运动描述方法正确的是(　　) A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C．核外电子的运动有确定的轨道 D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 15．下列说法错误的是(　　) A．同一原子中，、、电子的能量逐渐升高 B．霓虹灯能发出五颜六色的光，其发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同 C．和轨道在三维空间分布的图形均为哑铃 D．电子云示意图中的每个小黑点都表示一个电子 16．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)用相应的符号描述主量子数n＝2的所有的原子轨道________。 (3)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。 A．2s B．2d C．3p D．3f (4)基态Cl－核外电子的运动状态共________种。 (5)基态Si原子中，电子占据的最高电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________，电子数为________。 17．回答下列问题： (1)多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，所以，同一能层的电子，又被分成不同的___________，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。 (2)能级的符号和所能容纳的最多电子数 能层 K L M N O 能级 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ … 最多电子数 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ … (3)能层与能级的有关规律 ①每一能层最多可容纳的电子数为___________(n为能层序数)。 ②在每一个能层中，能级符号的顺序是___________…… (n为能层序数)。 ③任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该___________，即第一能层只有1个能级___________，第二能层有2个能级___________，第三能层有3个能级___________，依次类推。 ④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为___________的2倍。 ⑤英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳___________个电子。 ⑥多电子原子中，同一能层各能级的能量顺序：___________ 1．下列有关原子轨道的叙述中正确的是(　　) A．氢原子的2s轨道能量较3p能级高 B．锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布 C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层序数的增加，p能级原子轨道也在增多 D．电子层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子 2．下列有关说法正确的是(　　) A．原子的核外电子最易失去的电子能量最低 B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D．s能级电子绕核旋转，其轨迹为一圆圈，而p能级电子是走∞字形 3．下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A．电子云表示电子的运动轨迹 B．黑点的多少表示电子个数的多少 C．处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D．处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 4．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是(　　) A．核外电子是分层运动的 B．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定 C．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数 D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关 5．电子作为微观粒子，其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别，下列关于电子运动特征的叙述中，正确的是(　　) A．电子的运动根本就不存在运动轨迹 B．电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动，只不过每一个圆周的半径不同而已 C．电子的运动速率特别快，所以其能量特别大 D．电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度 6．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。下列说法不符合这一理论的是(　　) A．在不同轨道上运动的电子具有不同的能量 B．电子在确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．钠的原子光谱中存在靠得很近的两条黄色谱线 7．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是(　　) A．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，才能准确表示电子运动状态 B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7 C．同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的 D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱 8．下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 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，故只有一个轨道，不能发生跃迁而产生光谱 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 9．下列说法正确的是(　　) A．金属钠的焰色是黄色，它的产生与电子的跃迁吸收能量有关 B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动 C．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线 D．光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 10．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，判断下列叙述正确的是(　　) A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做圆周运动 B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同 C．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同 D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的 11．回答下列问题： (1) n=2的能层有______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)用相应的符号描述的所有的原子轨道：______。 (3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象地描述。在基态原子中核外存在______个不同运动状态的电子。 (4)基态原子中，核外电子占据的最高能层符号为______，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为______。 (5)如图是s能级、p能级的原子轨道图试回答问题： ①s能级的原子轨道呈______形，每个s能级有______个原子轨道；p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴______，每个p能级有______个原子轨道。 ②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与______有关，______越高，原子轨道半径越大。 ( 12 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$