1.1 原子结构 第2课时（同步讲义）化学人教版选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 教学目标 1.了解原子核外电子排布的构造原理，能写出 1～36 号元素基态原子的电子排布式，进一步增强证据推理意识。 2.知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述，能说明微观粒子运动状态与宏观物体运动特点的差异，建立对原子结构的模型认知。 重点和难点 重点：构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 难点：基态原子的电子排布式 ◆知识点一 构造原理与电子排布式 1.构造原理 (1)内容 以 事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造原理。如图所示为构造原理示意图。 (2)能级交错 构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d 的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为 。 2.电子排布式 (1)含义 用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表达方式 以基态氮原子为例，电子排布式中各符号的意义如下： (3)书写电子排布式的方法 ①“三步法”书写电子排布式 第一步：按着构造原理写出电子填入能级时的顺序：1s→ → → → → → → →5s→4d→5p……。 第二步：分析基态原子的核外电子数，根据各能级容纳的电子数填充电子。如基态铁原子的核外电子数为 ，电子填充顺序为1s2→2s2→2p6→ → → → 。 第三步：去掉空能级，并按能层顺序书写。 Fe： 。 ②简化电子排布式 将电子排布式中内层电子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电子排布式。如氧、钙的简化电子排布式为： ； 。 归纳总结 (1)构造原理是以光谱学事实为基础得出的一个思维模型，是经验的，而非任何理论推导的结果。 (2)原子的核外电子不是完全按能层顺序依次填充的，即不总是填满n能层后再填(n＋1)能层，而是按照构造原理示意图中所示的能级顺序填充的，在该顺序中，从第三能层开始，出现了能级交错现象。 即学即练 1．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是 A． B． C． D． 2．下列各原子或离子的电子排布式错误的是 A．Na+  1s22s22p6 B．F  1s22s22p5 C．Cl-  1s22s22p63s23p5 D．As  1s22s22p63s23p63d104s24p3 3．下列基态原子或基态离子的价层电子排布式正确的是 A．N：2s22p5 B．Si：3s23p2 C．Fe2+：3d54s1 D．Cu：3d94s2 ◆知识点二 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玻尔假定的线性轨道上运行，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，ρ表示概率密度，则ρ＝ 。 (2)电子云 ①定义：核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而形象地称作电子云。 ②意义：电子云是处于一定空间运动状态的 分布的形象化描述。小点越密，表示概率密度越大。如氢的电子云图为 (3)电子云轮廓图 ①含义：绘制电子云轮廓图的目的是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。 ②电子云轮廓图形状：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个 ，只是球的半径不同；p电子云轮廓图是 ，而且都有 3个相互垂直的电子云。 2.原子轨道 (1)定义 量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道。 (2)形状 ①s轨道呈 ，能层序数越大，原子轨道的半径 。 ②p轨道呈哑铃形，无论2p、3p还是4p都有3个相互 的原子轨道。 (3)各能级所含有的原子轨道数 能级 ns np nd nf …… 原子轨道数 …… 归纳总结 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大，能量越高。 (2)p能级有3个原子轨道，它们互相垂直。在同一能层中px、py、pz的能量相同，取向不同。同一能级中的轨道能量相等。 (3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道为n2。 即学即练 1．图甲是氢原子的1s电子云图，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。 下列有关说法正确的是 A．电子云轮廓图就是原子轨道图 B．3p1表示3p能级中有1个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，px、py、pz轨道相互垂直，虽然伸展方向不同，但能量相同 2．下列关于电子云或原子轨道的叙述中，正确的是 A．电子云图中的小黑点越密，表示原子核外单位体积内的电子越多 B．原子轨道是电子运动的轨迹 C．原子轨道表示电子在空间各处出现的概率 D．电子云用小黑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 3．下列叙述中，正确的是 A．如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同 B．在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子 C．电子云图中黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大 D．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 1．核外电子排布式 （1）离子的核外电子排布式 先写出基态原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。 a.阳离子：对于主族元素的基态原子来说，原子失去电子时，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子，如Fe失电子的情况及对应电子排布式如图所示： b.阴离子：原子得到电子时，一般是填充到最外层未填满的能级上，如基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，基态Cl－的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。 （2）价层电子排布式 价电子层：为突出化合价与核外电子排布的关系，将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)。元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Si的价层电子排布式为 3s23p2，Co的价层电子排布式为3d74s2。 （3）特例 Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1，但它们不符合构造原理，可见构造原理是被理想化了的。 2．宏观物体的运动与微观电子的运动对比 (1)宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行的速度，描绘出其运动轨迹。 (2)由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。 ①电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小点密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 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，离原子核越近的空间电子出现的概率越大；电子云的外围形状具有不规则性。 ④电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 3．s能级和p能级的原子轨道的对比 能级 s p 轨道图形 轨道形状 球形 哑铃形 轨道数目 1 3(空间相互垂直) 最多容纳电子数 2 6 相同点 ①均以原子核为对称中心 ②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而增大，且同种能级符号的原子轨道形状相似 4．不同能层的能级、原子轨道 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道名称 原子轨道的形状和取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 — L 2s 1 2s 球形 — 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 — 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 — 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 注：①d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向，本书不作要求而从略。 实践应用 1．以下对核外电子运动状况的描述正确的是 A．同一原子中，能级的轨道依次增多 B．电子云图中的一个小黑点表示一个自由运动的电子 C．电子能量较高，总是在比电子离核更远的地方运动 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同 2．价电子排布为的元素，在周期表中的位置是 A．p区第四周期第ⅤA族 B．p区第五周期第ⅢA族 C．s区第五周期第ⅠA族 D．d区第四周期第ⅢA族 3．X、Y、Z三种元素的基态原子，其价层电子排布式分别为、、，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是 A． B． C． D．XYZ 考点一 构造原理与电子排布式 【例1】下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．   B．   C．   D．   规律方法 书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能量由低到高可记为ns<n－2f<n－1d<np，最后要把同一能层的不同能级移到一起。 【变式1-1】下列电子排布式中，原子处于激发态的是 A． B． C． D． 【变式1-2】某基态原子的电子排布式为，下列说法中错误的是 A．该原子中有2个未成对电子 B．该原子M能层共有16个电子 C．该原子核外电子填充了7个能级 D．该原子核外电子共有28种空间运动状态 考点二 电子云与原子轨道 【例2】下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是 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能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p能级的电子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增加 D．人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小，电子云示意图中小黑点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小 易错提醒 原子轨道与能层序数的关系 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如： 同一原子的s电子的电子云轮廓图 (2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。 【变式2-1】以下说法不正确的是 A．钪(Sc)的电子排布式最后两个能级应写成4s23d1 B．原子光谱是离散的谱线而不是连续的，是由于不同定态的电子发生跃迁产生的 C．钾的光谱证实它的最外层电子是4s1，而不是3d1，是源于光谱学事实 D．上图为同一原子的s 电子的电子云轮廓图，所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径不同 【变式2-2】．在基态多电子原子中，下列说法正确的是 A．、、能级的轨道数依次增多 B．能级的能量一定比能级的能量高 C．、、轨道相互垂直，能量相等 D．电子云图中的小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 基础达标 1．（24-25高二上·陕西西安·期末）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列是小猪佩奇在学校课堂上羚羊夫人让他们讨论核外电子运动的说法，其中说法正确的是 A．小羊苏西 B．小狗丹尼 C．小猪佩奇 D．小猪乔冶 2．（24-25高二下·青海西宁·阶段练习）下列说法错误的是 A．s电子的电子云轮廓图是球形 B．处于最低能量状态的原子叫基态原子 C．同一原子中，3s电子的能量大于4s电子的能量 D．同一原子中，3p能级的轨道数等于4p能级的轨道数 3．（23-24高二下·上海·期中）合金常用于牙科领域，在基态的原子和原子中，它们的核外电子具有不同的 A．能层数 B．能级数 C．占据轨道数 D．单电子数 4．（23-24高二下·甘肃兰州·阶段练习）钒具有众多优异的物理性能和化学性能，因而钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。基态钒原子电子排布式是 A．4s2 B．3d34s2 C．1s22s22p63s23p64s23d3 D．1s22s22p63s23p63d34s2 5．（23-24高二上·陕西宝鸡·期末）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不正确的是 A．E(3d)>E(3p)>E(3s) B．E(3s)>E(2s)>E(1s) C．E(4f)>E(3d)>E(4s) D．E(5s)>E(3d)>E(4p) 6．（24-25高二下·河南许昌·期末）人类对核外电子运动的认识是不断进步的，下列说法正确的是 A．2s轨道的电子云轮廓图为球形 B．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．基态原子核外电子先填满M层，再填N层 D．p能级的能量一定比s能级高 7．（24-25高二下·山东枣庄·期中）基态镁原子中电子的空间运动状态有 A．3种 B．4种 C．6种 D．12种 8．（24-25高二下·安徽蚌埠·期中）下列有关的相关说法错误的是 A．电子云轮廓图的形状相同 B．电子能量不同 C．电子云空间伸展方向不同 D．这两个轨道若填满电子，则M能层上至少有7个电子 9．（24-25高二上·宁夏吴忠·期末）下面说法中正确的是 A．电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外电子数目越多 B．某基态原子外围电子排布中最高能级的符号为3f C．表示3d能级上有3个轨道 D．同一原子中，能级的原子轨道数相同且轨道的能量依次升高 10．（24-25高二下·陕西安康·期中）某基态原子最高能级上电子排布式为、、。下列关于该电子排布的说法不正确的是 A．三个电子具有的能量不同 B．三个电子的电子云形状相同 C．该元素最高正价为+5 D．该原子最高能层上电子的空间运动状态有4种 综合应用 11．（24-25高二下·河北邯郸·期中）下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为的元素一定是s区元素 B．价电子排布为的元素位于第五周期第ⅠA族 C．基态Ti原子的电子排布式为 D．ns电子的能量一定高于电子的能量 12．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末）下列各项叙述正确的是 A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为4s24p1的元素位于第四周期第ⅠA族，是s区元素 C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 13．（24-25高二下·陕西汉中·期末）下列化学用语或图示表述错误的是 A．基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 B．中子数为10的氧原子： C．甲烷的空间填充模型： D．反-2-丁烯： 14．（24-25高二上·河北衡水·期末）下列关于能层与能级的说法中，正确的是 A．能级中、、三个轨道相互垂直，能量一定相等 B．任一能层的能级总是从能级开始，能级结束 C．同是能级，电子云轮廓图大小相同 D．、、能级的轨道数依次增多 15．（24-25高二上·上海青浦·期末）24Cr元素的基态原子核外电子占据的原子轨道总数目为 A．6 B．12 C．15 D．24 16．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是 A．F     B．     C．K     D．     拓展培优 17．某元素基态原子，其M能层上有一个半充满的能级，该原子的质子数不可能是 A．15 B．24 C．25 D．26 18．（23-24高二下·山西朔州·期中）2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞，随后，将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料，作氧化剂。下列说法正确的是 A．基态原子的核外电子的空间运动状态有8种 B．基态原子核外能级和能级电子的能量相等 C．基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形 D．氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱 19．（23-24高二上·辽宁朝阳·阶段练习）完成下列各题。 (1)Zn原子核外电子排布式为 。 (2)Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为 。 (3)Fe2+基态核外电子排布式为 。 (4)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是 。 (5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_ 。 20．（23-24高二下·新疆·期中）如图所示是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的基态原子最外层电子排布式为，其p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的基态原子最外层电子排布式为，那么Y的元素符号应为 ，其基态原子的电子排布式为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 教学目标 1.了解原子核外电子排布的构造原理，能写出 1～36 号元素基态原子的电子排布式，进一步增强证据推理意识。 2.知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述，能说明微观粒子运动状态与宏观物体运动特点的差异，建立对原子结构的模型认知。 重点和难点 重点：构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 难点：基态原子的电子排布式 ◆知识点一 构造原理与电子排布式 1.构造原理 (1)内容 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。如图所示为构造原理示意图。 (2)能级交错 构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d 的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 2.电子排布式 (1)含义 用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 (2)表达方式 以基态氮原子为例，电子排布式中各符号的意义如下： (3)书写电子排布式的方法 ①“三步法”书写电子排布式 第一步：按着构造原理写出电子填入能级时的顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p……。 第二步：分析基态原子的核外电子数，根据各能级容纳的电子数填充电子。如基态铁原子的核外电子数为26，电子填充顺序为1s2→2s2→2p6→3s2→3p6→4s2→3d6。 第三步：去掉空能级，并按能层顺序书写。 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2。 ②简化电子排布式 将电子排布式中内层电子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电子排布式。如氧、钙的简化电子排布式为：[He]2s22p4；[Ar]4s2。 归纳总结 (1)构造原理是以光谱学事实为基础得出的一个思维模型，是经验的，而非任何理论推导的结果。 (2)原子的核外电子不是完全按能层顺序依次填充的，即不总是填满n能层后再填(n＋1)能层，而是按照构造原理示意图中所示的能级顺序填充的，在该顺序中，从第三能层开始，出现了能级交错现象。 即学即练 1．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】电子能量的高低主要由能层和能级决定，当能级相同时，能层越大，原子轨道能量越高，当能层相同时，能级越大，原子轨道能量越高，如；能级和能层都不相同时，根据构造原理判断，能量由低到高顺序为，据此解题： A．能量由低到高的顺序为：1s＜2p＜4s＜3d，A不合题意； B．能量由低到高的顺序为：1s＜2s＜2p＜3s，B不合题意； C．能量由低到高的顺序为：2s＜2p＜3s＜3p，C符合题意； D．能量由低到高的顺序为：3p＜4s＜3d＜4p，D不合题意； 故答案为：C。 2．下列各原子或离子的电子排布式错误的是 A．Na+  1s22s22p6 B．F  1s22s22p5 C．Cl-  1s22s22p63s23p5 D．As  1s22s22p63s23p63d104s24p3 【答案】C 【解析】​A．Na原子失去1个电子变为Na+，则根据构造原理可知，钠离子的电子排布式为1s22s22p6，A正确； B．F原子的原子序数是9，则其核外电子排布式为1s22s22p5，B正确； C．Cl原子得到1个电子变为氯离子，则氯离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，C错误； D．As原子的原子序数为33，则砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确； 答案选C。 3．下列基态原子或基态离子的价层电子排布式正确的是 A．N：2s22p5 B．Si：3s23p2 C．Fe2+：3d54s1 D．Cu：3d94s2 【答案】B 【解析】A．N原子的价层电子排布式为2s22p3，故A错误； B．Si原子的价层电子排布式为3s23p2，故B正确； C．Fe2+离子的价层电子排布式为3d6，故C错误； D．Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，故D错误； 故选B。 ◆知识点二 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玻尔假定的线性轨道上运行，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，ρ表示概率密度，则ρ＝P/V。 (2)电子云 ①定义：核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而形象地称作电子云。 ②意义：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。小点越密，表示概率密度越大。如氢的电子云图为 (3)电子云轮廓图 ①含义：绘制电子云轮廓图的目的是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。 ②电子云轮廓图形状：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径不同；p电子云轮廓图是哑铃形，而且都有 3个相互垂直的电子云。 2.原子轨道 (1)定义 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。 (2)形状 ①s轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 ②p轨道呈哑铃形，无论2p、3p还是4p都有3个相互垂直的原子轨道。 (3)各能级所含有的原子轨道数 能级 ns np nd nf …… 原子轨道数 1 3 5 7 …… 归纳总结 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大，能量越高。 (2)p能级有3个原子轨道，它们互相垂直。在同一能层中px、py、pz的能量相同，取向不同。同一能级中的轨道能量相等。 (3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道为n2。 即学即练 1．图甲是氢原子的1s电子云图，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。 下列有关说法正确的是 A．电子云轮廓图就是原子轨道图 B．3p1表示3p能级中有1个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，px、py、pz轨道相互垂直，虽然伸展方向不同，但能量相同 【答案】D 【解析】A．电子云就是用小黑点的疏密程度来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，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，核外电子运动的电子云轮廓图并不完全等同于原子轨道图，故A错误； B．3p1表示3p轨道上有1个电子，故B错误； C．由图可知，s电子的电子云轮廓图呈球形，有无数条对称轴，故C错误； D．p电子的电子云轮廓图呈哑铃状，每个p能级有px、py、pz三个原子轨道，这三个轨道相互垂直，且能量相同，故D正确； 故选D。 2．下列关于电子云或原子轨道的叙述中，正确的是 A．电子云图中的小黑点越密，表示原子核外单位体积内的电子越多 B．原子轨道是电子运动的轨迹 C．原子轨道表示电子在空间各处出现的概率 D．电子云用小黑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 【答案】D 【解析】A．电子云界面图中的小黑点越密表示电子在核外空间的出现的机会越多，错误； B．电子云表示电子在原子核外空间某处出现机会的多少，不是表示电子的运动的轨迹，错误； C．原子轨道表示电子在某个区域出现的概率，错误； D．电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小，正确； 答案选D。 3．下列叙述中，正确的是 A．如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同 B．在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子 C．电子云图中黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大 D．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 【答案】C 【解析】A．依据洪特规则，如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，必先单独分占不同的轨道，且它们的自旋状态必然相同，A错误； B．在一个基态多电子原子中，若两个电子位于同一轨道，则这两个电子的能量完全相同，所以可能有两个能量完全相同的电子，B错误； C．电子云图中黑点并不表示电子，仅表示电子出现的机会大小，电子云密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大，C正确； D．p能级的原子轨道呈哑铃形，p能级的原子轨道数均为3，则随着能层序数的增加，p能级原子轨道数不变，D错误； 故选C。 1．核外电子排布式 （1）离子的核外电子排布式 先写出基态原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。 a.阳离子：对于主族元素的基态原子来说，原子失去电子时，一般只失去最外层电子，而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子，如Fe失电子的情况及对应电子排布式如图所示： b.阴离子：原子得到电子时，一般是填充到最外层未填满的能级上，如基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，基态Cl－的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。 （2）价层电子排布式 价电子层：为突出化合价与核外电子排布的关系，将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)。元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Si的价层电子排布式为 3s23p2，Co的价层电子排布式为3d74s2。 （3）特例 Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1，但它们不符合构造原理，可见构造原理是被理想化了的。 2．宏观物体的运动与微观电子的运动对比 (1)宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行的速度，描绘出其运动轨迹。 (2)由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。 ①电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小点密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 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，离原子核越近的空间电子出现的概率越大；电子云的外围形状具有不规则性。 ④电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 3．s能级和p能级的原子轨道的对比 能级 s p 轨道图形 轨道形状 球形 哑铃形 轨道数目 1 3(空间相互垂直) 最多容纳电子数 2 6 相同点 ①均以原子核为对称中心 ②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而增大，且同种能级符号的原子轨道形状相似 4．不同能层的能级、原子轨道 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道名称 原子轨道的形状和取向 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 — L 2s 1 2s 球形 — 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 — 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 — 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… 注：①d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向，本书不作要求而从略。 实践应用 1．以下对核外电子运动状况的描述正确的是 A．同一原子中，能级的轨道依次增多 B．电子云图中的一个小黑点表示一个自由运动的电子 C．电子能量较高，总是在比电子离核更远的地方运动 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同 【答案】D 【解析】A．同一原子中，2p、3p、4p能级的能量依次升高，但轨道数都为3，A错误； B．电子云图中的小黑点的疏密只表示电子出现的机会多少，不表示电子，B错误； C．4s电子能量高于3s电子，4s电子在离核更远的地方的出现几率比3s电子大，不一定总是在比3s电子离核更远的地方运动，C错误； D．一个原子中，没有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子存在，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同，D正确； 故选D。 2．价电子排布为的元素，在周期表中的位置是 A．p区第四周期第ⅤA族 B．p区第五周期第ⅢA族 C．s区第五周期第ⅠA族 D．d区第四周期第ⅢA族 【答案】B 【解析】A．P区价电子排布为的元素，电子层为第五层，属于第五周期，A不符合题意； B．价电子数2+1=3，对应ⅢA族，电子层为第五层，属于第五周期，且p轨道填充电子，属于p区，B符合题意； C．s区元素的价电子仅填充s轨道（如ⅠA、ⅡA族），而该元素价电子包含p轨道，C不符合题意； D．d区元素价电子通常填充d轨道（如过渡金属），D不符合题意； 故选B。 3．X、Y、Z三种元素的基态原子，其价层电子排布式分别为、、，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是 A． B． C． D．XYZ 【答案】A 【分析】X、Y、Z三种元素的基态原子，其价层电子排布式分别为、、，则分别为H、Cl、O，以此作答。 【解析】A．中，Cl的氧化态为+2，但Cl无稳定+2价化合物，故A不可能存在； B．Cl为+5价HClO3为氯酸，故B存在； C．Cl为+7价HClO4为高氯酸），故C存在； D．Cl为+1价，HClO为次氯酸，故D存在； 综上，答案为A。 考点一 构造原理与电子排布式 【例1】下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】D 【解析】A．Si的原子序数为14，基态电子排布应为1s22s22p63s23p2，A错误； B．Br的原子序数为35，基态电子排布应为[Ar]3d104s24p5，B错误； C．Fe2+由Fe失去4s轨道的2个电子形成，基态电子排布应为[Ar]3d6，而非[Ar]3d44s2，C错误； D．Cl-的电子数为18，基态电子排布为[Ar]，与稀有气体Ar的电子结构一致，D正确； 故选D。 规律方法 书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能量由低到高可记为ns<n－2f<n－1d<np，最后要把同一能层的不同能级移到一起。 【变式1-1】下列电子排布式中，原子处于激发态的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】基态电子排布式按照构造原理排布，若原子中的低能级的电子跃迁到高能级，即成为激发态原子。 【解析】A．这是氟原子（原子序数9）的基态排布。电子总数9，符合能量最低原理（1s、2s、2p依次填充），故为基态，A不符合题意； B．电子总数8，对应氧原子。氧的基态应为（2p轨道优先填满）。但此排布中，2p轨道仅3个电子，却有1个电子填充在更高能级的3s轨道（2p能量低于3s），违反能量最低原理，故为激发态，B符合题意； C．电子总数19，对应钾原子，钾的基态为（4s能量低于3d，且无3d电子），符合正常排布，故为基态，C不符合题意； D．电子总数23，对应钒原子。钒的基态为（先填4s后填3d，且4s填满），符合过渡金属基态排布规则，故为基态，D不符合题意； 故选B。 【变式1-2】某基态原子的电子排布式为，下列说法中错误的是 A．该原子中有2个未成对电子 B．该原子M能层共有16个电子 C．该原子核外电子填充了7个能级 D．该原子核外电子共有28种空间运动状态 【答案】D 【解析】A．3d8中有两个未成对电子（根据洪特规则，3d轨道填充时先占满5个轨道各1个电子，剩余3个电子以成对形式填入3个轨道，故未成对电子数为2），A正确； B．M能层（n=3）包含3s23p63d8，电子总数为2+6+8=16，B正确； C．电子填充的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s，共7个能级，C正确； D．空间运动状态数等于轨道数，总轨道数为1（1s）+1（2s）+3（2p）+1（3s）+3（3p）+5（3d）+1（4s）=15种，而非28种，D错误； 答案选D。 考点二 电子云与原子轨道 【例2】下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是 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能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p能级的电子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增加 D．人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小，电子云示意图中小黑点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小 【答案】D 【解析】A．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，故A错误； B．S能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子不只在球壳内运动，还在球壳外运动，只是在球壳外运动概率较小，故B错误； C．P轨道是纺锤形的，任何能层的P能级都有3个原子轨道，与能层的大小无关，故C错误； D．人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小，电子云示意图中小黑点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小，故D正确； 故选D。 易错提醒 原子轨道与能层序数的关系 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如： 同一原子的s电子的电子云轮廓图 (2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。 【变式2-1】以下说法不正确的是 A．钪(Sc)的电子排布式最后两个能级应写成4s23d1 B．原子光谱是离散的谱线而不是连续的，是由于不同定态的电子发生跃迁产生的 C．钾的光谱证实它的最外层电子是4s1，而不是3d1，是源于光谱学事实 D．上图为同一原子的s 电子的电子云轮廓图，所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径不同 【答案】A 【解析】A．虽然3d能级能量大于4s，在书写时，通常按能蹭顺序，钪的基态电子排布式： ，最后两个能级应写成，A错误； B．原子光谱是离散的线状谱，而非连续谱，这是因为电子在不同能量的定态能级间发生跃迁时，吸收或发射特定频率的光子。这基于玻尔原子模型和量子力学的基本原理，B正确； C．钾的基态电子排布式为。光谱学数据（如钾的特征发射光谱和第一电离能较低）证实其最外层电子在轨道，而非轨道（轨道在钾中为空）。如果电子在轨道，光谱和化学性质会类似于过渡金属，而非碱金属，C正确； D．s电子的电子云轮廓图都是球形的，能层数越大，对应的半径就越大，D正确； 故选A。 【变式2-2】．在基态多电子原子中，下列说法正确的是 A．、、能级的轨道数依次增多 B．能级的能量一定比能级的能量高 C．、、轨道相互垂直，能量相等 D．电子云图中的小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 【答案】C 【解析】A．、、能级的轨道数都是5个，轨道数相等，A错误； B．相同能层的p能级的能量比s能级的能量高，不同能层不一定p能级的能量比s能级的能量高，如2p能级的能量低于3s能级，B错误； C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，同一能级的不同轨道的能量相同，所以2px、2py、2pz轨道的能量相同，C正确； D．在电子云示意图中，小黑点是电子在原子核外出现概率密度的形象描述，而不是表示电子绕核作高速圆周运动的轨迹，D错误； 答案选C。 基础达标 1．（24-25高二上·陕西西安·期末）人类对核外电子运动的认知不断进步。下列是小猪佩奇在学校课堂上羚羊夫人让他们讨论核外电子运动的说法，其中说法正确的是 A．小羊苏西 B．小狗丹尼 C．小猪佩奇 D．小猪乔冶 【答案】D 【解析】A．电子在原子核外一定的空间内绕核运动，还有自旋运动，不能准确测定位置和速度，故A错误； B．电子从能量高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时能产生发射光谱，故B错误； C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量相等，故C错误； D．2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道，其能量高于1s轨道，故D正确； 故选D。 2．（24-25高二下·青海西宁·阶段练习）下列说法错误的是 A．s电子的电子云轮廓图是球形 B．处于最低能量状态的原子叫基态原子 C．同一原子中，3s电子的能量大于4s电子的能量 D．同一原子中，3p能级的轨道数等于4p能级的轨道数 【答案】C 【解析】A．s电子的电子云在空间各个伸展方向相同，因此其轮廓图是球形对称的，A正确； B．当原子核外电子排布遵循构造原理时，原子的能量最低，处于稳定状态，该原子称为基态原子，B正确； C．在同一原子不同能层的相同能级中，能层序数越大，该能层上电子的能量越高，所以3s电子的能量小于4s的电子的能量，C错误； D．p能级都有3个轨道，与其所处的能层序数无关，因此同一原子中，3p能级的轨道数与4p能级的轨道数是相等的，D正确； 故答案为：C。 3．（23-24高二下·上海·期中）合金常用于牙科领域，在基态的原子和原子中，它们的核外电子具有不同的 A．能层数 B．能级数 C．占据轨道数 D．单电子数 【答案】C 【分析】基态的原子电子排布式为：；基态原子电子排布式为：。 【解析】A．基态的原子和原子能层数均为4，A不符合题意； B．基态的原子和原子能级数均为7，B不符合题意； C．基态的原子占据轨道数为12，基态的原子占据轨道数为15，C符合题意； D．基态的原子和原子单电子数均为2，D不符合题意； 故选C。 4．（23-24高二下·甘肃兰州·阶段练习）钒具有众多优异的物理性能和化学性能，因而钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。基态钒原子电子排布式是 A．4s2 B．3d34s2 C．1s22s22p63s23p64s23d3 D．1s22s22p63s23p63d34s2 【答案】D 【解析】钒是23号元素，位于周期表的第4周期第VB族，根据构造原理，基态钒原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2； 答案选D。 5．（23-24高二上·陕西宝鸡·期末）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不正确的是 A．E(3d)>E(3p)>E(3s) B．E(3s)>E(2s)>E(1s) C．E(4f)>E(3d)>E(4s) D．E(5s)>E(3d)>E(4p) 【答案】D 【分析】各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s、2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜（n-2）f＜（n-1）d＜np，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…以此解题。 【解析】A．由以上分析可知相同能层不同能级的电子能量E（3d）＞E（3p）＞E（3s），故A正确； B．不同能层相同能级的电子能量E（3s）＞E（2s）＞E（1s），故B正确； C．由以上分析可知E（4f）＞E（3d）＞E（4s），故C正确； D．由以上分析可知E(5s)>E(4p)>E(3d)，故D错误； 故选D。 6．（24-25高二下·河南许昌·期末）人类对核外电子运动的认识是不断进步的，下列说法正确的是 A．2s轨道的电子云轮廓图为球形 B．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．基态原子核外电子先填满M层，再填N层 D．p能级的能量一定比s能级高 【答案】A 【解析】A．所有s轨道的电子云轮廓图均为球形，包括2s，因此A正确； B．每个p能级（2p、3p、4p）均有3个轨道，轨道数相同，B错误； C．基态原子电子填充遵循能级交错规则，如4s先于3d填充，M层未填满即可填N层，C错误； D．p能级的能量不一定比s能级高，如2p能量低于5s能量，D错误； 故选A。 7．（24-25高二下·山东枣庄·期中）基态镁原子中电子的空间运动状态有 A．3种 B．4种 C．6种 D．12种 【答案】C 【解析】基态镁原子的电子占据1s、2s、2p、3s能级，对应轨道数分别为1、1、3、1，总和为6种，每个轨道对应一种空间运动状态，答案为6种，故选C。 8．（24-25高二下·安徽蚌埠·期中）下列有关的相关说法错误的是 A．电子云轮廓图的形状相同 B．电子能量不同 C．电子云空间伸展方向不同 D．这两个轨道若填满电子，则M能层上至少有7个电子 【答案】B 【解析】A．、都属于p轨道，p轨道电子云轮廓图形状均为哑铃形，故A正确； B．、处于同一能级，同一能级电子能量相同，故B错误； C．沿x轴方向伸展，沿y轴方向伸展，电子云空间伸展方向不同，故C正确； D．和填满时，每个轨道容纳2个电子，至少有1个，共5个，加上3s的2个，M能层总电子数为7，故D正确； 故选B。 9．（24-25高二上·宁夏吴忠·期末）下面说法中正确的是 A．电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外电子数目越多 B．某基态原子外围电子排布中最高能级的符号为3f C．表示3d能级上有3个轨道 D．同一原子中，能级的原子轨道数相同且轨道的能量依次升高 【答案】D 【解析】A．电子云中小黑点本身不代表电子，小黑点密度越大，代表电子在该区域出现的几率越大，故A错误； B．第三能层只有s、p、d三种能级，没有f能级，故B错误； C．3d3表示3d能级有3个电子，d能级有5个轨道，故C错误； D．不同能层中的相同能级，能层越高能量越大；故同一原子中，能级的原子轨道数都是3，轨道的能量依次升高，故D正确； 答案选D。 10．（24-25高二下·陕西安康·期中）某基态原子最高能级上电子排布式为、、。下列关于该电子排布的说法不正确的是 A．三个电子具有的能量不同 B．三个电子的电子云形状相同 C．该元素最高正价为+5 D．该原子最高能层上电子的空间运动状态有4种 【答案】A 【解析】A．同一能级（4p）中的三个p轨道（px、py、pz）属于简并轨道，能量相同，因此三个电子的能量相同，A错误； B．p轨道的电子云形状均为哑铃形，仅空间取向不同，因此电子云形状相同，B正确； C．最高能级为4p3，对应价电子结构为ns2np3，属于VA族，最高正价为+5，C正确； D．第四能层包含4s（1个轨道）和4p（3个轨道），总共有4种空间运动状态，D正确； 故选A。 综合应用 11．（24-25高二下·河北邯郸·期中）下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为的元素一定是s区元素 B．价电子排布为的元素位于第五周期第ⅠA族 C．基态Ti原子的电子排布式为 D．ns电子的能量一定高于电子的能量 【答案】D 【解析】A．原子最外层电子排布为的元素不一定是s区元素，如铬元素是d区元素，铜元素是ds区元素，故A错误； B．价电子排布为的元素最外层电子数为3，电子层数为5，该元素是位于元素周期表第五周期第ⅢA族元素，故B错误； C．钛元素的原子序数为22，基态原子的电子排布式为，故C错误； D．一般情况下电子能量与能层和能级都有关，根据构造原理可知：ns电子的能量一定高于电子的能量，故D正确； 故答案为D。 12．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末）下列各项叙述正确的是 A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为4s24p1的元素位于第四周期第ⅠA族，是s区元素 C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 【答案】C 【解析】A．基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，当变为1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，变为激发态，A错误； B．价电子排布为4s24p1的元素最外层电子数为3，电子层数是4，最后一个电子排在p轨道，所以该元素位于第四周期第ⅢA族，是p区元素，B错误； C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，C正确； D．24Cr原子的电子排布式是：1s22s22p63s23p63d54s1，轨道半充满、能量较低，D错误； 故选C； 13．（24-25高二下·陕西汉中·期末）下列化学用语或图示表述错误的是 A．基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 B．中子数为10的氧原子： C．甲烷的空间填充模型： D．反-2-丁烯： 【答案】D 【解析】A．S原子的价层电子排布式为3s23p4，最高能级为3p能级，电子云轮廓图为哑铃形，故A正确； B．质子数为8，中子数为10的O原子为，故B正确； C．甲烷为正四面体，空间填充模型为，故C正确； D．顺-2-丁烯为 ，反-2-丁烯为，故D错误； 故选D。 14．（24-25高二上·河北衡水·期末）下列关于能层与能级的说法中，正确的是 A．能级中、、三个轨道相互垂直，能量一定相等 B．任一能层的能级总是从能级开始，能级结束 C．同是能级，电子云轮廓图大小相同 D．、、能级的轨道数依次增多 【答案】A 【解析】A．3p能级包含三个轨道（3px、3py、3pz），它们在空间中相互垂直，且处于同一能级时能量相等（简并轨道），A正确； B．并非所有能层都以f能级结束，例如，第一能层（K）仅含s能级，第二能层（L）以p能级结束，仅当能层数n≥4时才会出现f能级，B错误； C．不同能层的s能级（如1s、2s、3s）电子云均为球形，但半径随能层增大而增大，轮廓大小不同，C错误； D．所有p能级（无论2p、3p、4p）均含3个轨道，轨道数相同，D错误； 故选A。 15．（24-25高二上·上海青浦·期末）24Cr元素的基态原子核外电子占据的原子轨道总数目为 A．6 B．12 C．15 D．24 【答案】C 【解析】Cr是24号元素，根据构造原理，可知基态Cr原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，原子核外电子总是尽可能占据不同轨道，而且自旋方向相同，这种排布使原子能量最低，处于稳定状态，则其基态原子核外电子占据的原子轨道总数目为1+1+3+1+3+5+1=15，故合理选项是C。 16．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是 A．F     B．     C．K     D．     【答案】B 【解析】A．F核外有9个电子，电子排布式为1s22s22p5，A正确； B．Cl-核外有18个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p6，B错误； C．K核外有19个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，C正确； D．Mg2+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，D正确； 故答案选B。 拓展培优 17．某元素基态原子，其M能层上有一个半充满的能级，该原子的质子数不可能是 A．15 B．24 C．25 D．26 【答案】D 【解析】某元素基态原子，其M层上有一个半充满的能级，则半充满的能级可能是3s能级，可能是3p能级，也可能是3d能级，如果是3s能级，则该能级填充1个电子，所以其核外有11个电子，核内有11个质子，如果是3p能级，该能级填充3个电子，所以其核外有15个电子，核内有15个电子，如果是3d能级，该能级填充5个电子，价电子排布为3d54s1或3d54s2，所以其核外有24个电子或25个电子，核内有24个质子或25个质子，那么该原子的质子数不可能是26，选项D符合题意；答案为D。 18．（23-24高二下·山西朔州·期中）2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞，随后，将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料，作氧化剂。下列说法正确的是 A．基态原子的核外电子的空间运动状态有8种 B．基态原子核外能级和能级电子的能量相等 C．基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形 D．氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱 【答案】C 【解析】A．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，因而空间运动状态个数等于轨道数；基态O原子电子排布为1s22s22p4，所以核外电子的空间运动状态有1+1+3=5种，故A错误； B．基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量不相等，2p能级电子的能量高，故B错误； C．基态氢原子的1s轨道电子云轮廓图为球形，故C正确； D．3s能级的能量大于2p能级的能量，原子的电子排布式由，能量升高，所以产生的是吸收光谱，故D错误； 故答案选C。 19．（23-24高二上·辽宁朝阳·阶段练习）完成下列各题。 (1)Zn原子核外电子排布式为 。 (2)Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为 。 (3)Fe2+基态核外电子排布式为 。 (4)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是 。 (5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_ 。 【答案】(1) (2) 4s (3) (4)N (5) 【解析】（1）Zn原子序数30，位于第四周期第ⅡB族，Zn原子核外电子排布式：； （2）Fe原子序数26，位于第四周期第Ⅷ族，核外电子排布式：，Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子；Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去6s能级2个电子和4f能级1个电子后，Sm3+的价层电子排布式：； （3）Fe原子序数26，核外电子排布式：，Fe2+基态核外电子排布式：； （4）K原子序数19，位于第四周期第ⅠA族，基态K原子核外电子排布式：，占据最高能层的符号：N； （5）Ge原子序数32，位于第四周期第ⅣA族，基态Ge原子的核外电子排布式：，简化电子排布式：。 20．（23-24高二下·新疆·期中）如图所示是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的基态原子最外层电子排布式为，其p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的基态原子最外层电子排布式为，那么Y的元素符号应为 ，其基态原子的电子排布式为 。 【答案】(1) 球 1 哑铃 3 (2) 垂直 氮 (3) S 1s22s22p63s23p4 【解析】（1）s电子的原子轨道为球形；每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道； （2） np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，故n=2，元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，其p电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向，元素X的名称是氮，它的最低价氢化物为NH3，电子式是； （3） np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，则n-1=2，故n=3，元素Y的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，故Y为S元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $