1.1 氢原子结构模型（专项训练）化学沪科版选择性必修2

1.1 氢原子结构模型 题型01 原子核外电子运动模型的历史发展过程 题型02 玻尔的原子结构模型 题型03 原子轨道与电子云 题型04 能层与能级 题型05 原子光谱及应用 题型01 原子核外电子运动模型的历史发展过程 道尔顿原子论：提出原子是不可切分的实心球体，奠定原子学说基础，未涉及电子运动。 汤姆生 “葡萄干面包式” 模型：通过阴极射线实验发现电子，打破原子不可再分观念，认为电子均匀分布在带正电的球体中。 卢瑟福原子结构有核模型：基于 α 粒子散射实验，提出原子中心有极小原子核，电子在核外空间运动，确立原子核式结构。 玻尔原子结构模型：结合普朗克量子论、爱因斯坦光子学说与卢瑟福有核模型，提出定态轨道、能量量子化假设，成功解释氢原子光谱，无法解释多电子原子光谱。 现代量子力学模型：认识微观粒子波粒二象性，用原子轨道和电子云描述电子运动状态，摒弃固定轨迹观点，以概率分布表征电子空间运动。 【典例1】下列说法正确的是 A．道尔顿根据一些元素化合时的质量比例关系，提出了原子学说 B．汤姆生通过阴极射线发现电子后，提出了“行星模型” C．卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型 D．泰勒根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出了“原子轨道模型” 【答案】A 【详解】A．道尔顿提出原子学说，A正确； B．汤姆生提出“葡萄干面包式”，B错误； C．卢瑟福提出了“有核模型”或“行星模型”，C错误； D．玻尔根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出“原子轨道模型”，D错误。 故选A 【变式1-1】在探索原子结构的过程中做出主要贡献的科学家及其成就错误的是 A．墨子提出“端”的观点 B．道尔顿提出近代原子论 C．拉瓦锡基于电子的发现提出葡萄干面包模型 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了行星模型 【答案】C 【详解】A. 墨子提出连续的时空是由时空元所组成，他把时空元定义为“始”和“端”，“始”是时间中不可再分割的最小单位，“端”是空间中不可再分割的最小单位。这样就形成了时空是连续无穷的，这连续无穷的时空又是由最小的单元所构成，在无穷中包含着有穷，在连续中包含着不连续的时空理论，故A正确； B. 1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论，他认为物质都是由原子直接构成的；原子是一个实心球体，不可再分割，故B正确； C. 1897年，英国科学家汤姆逊发现原子中存在电子，最早提出了葡萄干蛋糕模型又称“枣糕模型”，也称“葡萄干面包”，1904年汤姆逊提出了一个被称为“西瓜式”结构的原子结构模型，电子就像“西瓜子”一样镶嵌在带正电的“西瓜瓤”中，故C错误； D. 1911年英国科学家卢瑟福用一束质量比电子大很多的带正电的高速运动的α粒子轰击金箔，结果是大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分改变了原来的方向，还有极少数的α粒子被反弹了回来，在α粒子散射实验的基础上提出了原子行星模型，故D正确； 答案选C。 【点睛】本题考查学生对人们认识原子结构发展过程中，道尔顿的原子论，汤姆逊发现电子，并提出葡萄干面包模型，卢瑟福的原子结构行星模型内容。使学生明白人们认识世界时是通过猜想，建立模型，进行试验等，需要学生多了解科学史，多关注最前沿的科技动态，提高学生的科学素养。 【变式1-2】既发现了电子又提出了葡萄干面包模型的科学家是 A．道尔顿 B．汤姆孙 C．玻尔 D．卢瑟福 【答案】B 【详解】A．道尔顿提出原子学说，故不选A；     B．汤姆孙是电子的发现者，1904年提出了葡萄干面包原子模型，故选B； C．玻尔建立量子化原子模型，故不选C； D．卢瑟福提出了原子核式结构模型，故不选D； 选B。 【变式1-3】化学的发展离不开科学家的贡献，下列科学家与贡献不匹配的是（  ） A．门捷列夫~元素周期律 B．诺贝尔~硝化甘油 C．汤姆逊~原子结构的行星模型 D．凯库勒~苯的结构 【答案】C 【详解】A. 门捷列夫发现元素周期律，科学家与贡献匹配，故不符合题意； B. 硝化甘油是诺贝尔的一项重大发明，科学家与贡献匹配，故不符合题意； C. 卢瑟福提出了原子结构的行星模型，汤姆逊发现电子，提出的是葡萄干面包模型，科学家与贡献不皮牌，符合题意； D. 凯库勒提出苯的结构，科学家与贡献匹配，故不符合题意； 综上所述，C项符合题意， 答案选C。 题型02 玻尔的原子结构模型 建立基础：以普朗克量子论、爱因斯坦光子学说、卢瑟福原子结构有核模型为理论支撑。 核心假设： 电子仅能在特定半径的圆周定态轨道上绕核运动，该状态下电子不吸收、不辐射能量。 轨道能量具量子化特征，能量与量子数 n（正整数）相关，n 越小电子离核越近、能量越低；能量最低状态为基态，n>1 的状态为激发态。 电子在不同能量轨道间跃迁时，吸收或辐射能量，能量差与光的波长满足 ΔE = E₂ - E₁ = h・c/λ（h 为普朗克常数，c 为真空中光速）。 局限性：可解释氢原子及核外仅一个电子的离子光谱，无法解释多电子原子的光谱现象。 【典例2】1913年，玻尔提出氢原子模型，解释了氢原子的光谱。关于玻尔原子结构模型，下列说法中正确的是 A．玻尔原子结构模型可以解释多电子原子的光谱 B．原子中的电子在定态轨道上运动时，可能会辐射能量 C．电子在不同能量的两个轨道之间发生跃迁时，会辐射或吸收能量 D．电子在定态轨道上的运动状态被称为基态 【答案】C 【详解】A．玻尔原子结构模型存在局限性，该模型无法解释氢原子和多电子原子的光谱的复杂现象及其在外磁场存在时的谱线分裂现象，量子力学理论才能解释题述说法，错误； B．原子中的电子在具有确定半径的轨道上运动时，具有的能量不变，则不辐射能量，电子在不同能量的轨道间跃迁，会吸收或辐射特定的能量，错误； C．电子在不同能量的轨道间跃迁，会吸收或辐射特定的能量，形成特定光谱，C正确；   D．电子在定态轨道上的运动状态可能发生了跃迁也可能没有发生跃迁，故可能为激发态或基态，D错误； 故选C。 【变式2-1】下列与氢原子有关的说法中，错误的是 A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．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 【答案】D 【详解】A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在核外空间出现概率的大小，小黑点越密，表示电子出现的机会越多，反之，出现的机会越少，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，B正确； C．由玻尔理论知，原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然在做加速运动，但并不向外辐射能量；不同的轨道能量不同，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，它辐射或吸收能量；电子处在能量最低的轨道上时，称为基态，能量高于基态的状态，称为激发态。波尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱的事实提出，只引入一个量子数就成功的解释氢原子光谱为线状光谱，C正确； D．氢原子核外只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出多条不同波长的光，所以它产生的原子光谱中不只有一根或明或暗的线，D错误； 故答案为：D。 【变式2-2】下列关于物质结构与性质的说法，正确的是 A．Na的第一电离能小于Mg B．玻尔原子结构模型能够成功地解释各种原子光谱 C．As、S、F三种元素的电负性大小顺序为S＞As＞F D．水分子间存在氢键，故H2O的熔沸点及稳定性均大于H2S 【答案】A 【详解】A．同周期同左向右第一电离能是增大的趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，因此Na的第一电离能小于Mg，故A正确； B．玻尔原子结构模型成功解释氢原子光谱，不是各种原子光谱，故B错误； C．同周期从左向右电负性逐渐增啊，同主族从上到下电负性减弱，三种元素中电负性最大的是F，其次是S，最后是As，故C错误； D．氢键影响物质的部分物理性质，对化学性质无影响，稳定性属于化学性质，水的稳定性强于H2S，跟共价键有关，故D错误； 答案为A。 【变式2-3】有关氢原子说法正确的是 A．玻尔的原子结构模型，无法解释氢原子光谱为线状光谱 B．霓虹灯呈现出五颜六色，与氢原子发射光谱的机理基本相同 C．氢原子含一个电子，所以氢原子发射光谱中只有一根亮线 D．氢原子含一个电子，所以氢原子电子云图中不可能出现无数个点 【答案】B 【详解】A．由玻尔理论知，原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然在做加速运动，但并不向外辐射能量；不同的轨道能量不同，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，它辐射或吸收能量；电子处在能量最低的轨道上时，称为基态，能量高于基态的状态，称为激发态；波尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱的事实提出，只引入一个量子数就成功的解释氢原子光谱为线状光谱，A错误； 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，B正确； C．氢原子核外只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出多条不同波长的光，所以它产生的原子光谱中不只有一根或明或暗的线，C错误； D．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在核外空间出现概率的大小，小黑点越密，表示电子出现的机会越多，反之，出现的机会越少，D错误； 选B。 题型03 原子轨道与电子云 原子轨道： 定义：描述氢原子中电子的一种空间运动状态，不同于玻尔模型的圆周轨道，无固定轨迹，需通过函数图像表征。 特征：具特定形状（s 轨道球形、p 轨道哑铃形等）与空间伸展方向，s 轨道 1 种伸展方向，p 轨道 3 种，d 轨道 5 种，f 轨道 7 种。 表示方法：结合电子层 n 与轨道形状符号表示（如 1s、2pₓ）；电子在原子轨道中存在两种不同自旋状态。 电子云： 定义：基于统计方法，用小黑点疏密程度形象化表示电子在原子核外单位体积内出现的概率大小。 特征：小黑点密集处电子出现概率大，稀疏处概率小；不同轨道的电子云具相应空间分布特征（如 1s 轨道电子云呈球形对称）。 【典例3】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 【详解】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。 【变式3-1】下列叙述中，正确的是 A．各电子层含有的原子轨道数为2n2 B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束 C．3d能级有5个原子轨道，且电子按3p→3d→4s的顺序填充 D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5 【答案】D 【详解】A．第一层含有1个s轨道，第二层含有1个s轨道和3个p轨道，共4个原子轨道，第三层含有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道，以此类推，可知各电子层含有的原子轨道数为n2，故A错误； B．第一电子层只有s能级，无f能级，第二电子层只有s、p能级，无f能级，故B错误； C．3d能级有5个原子轨道，根据能量最低原理，电子按3p→4s→3d的顺序填充，故C错误； D．各能级的原子轨道数取决于原子轨道在的空间分布状况，s、p、d能级分别含有1、3、5个原子轨道，故D正确； 故选D。 【变式3-2】量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状态。下列关于原子轨道的叙述中错误的是 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n2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，自旋方向相反 【答案】A 【详解】A．原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同，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； B．第n电子层上共有n2个原子轨道，B项正确； 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，C项正确； D．处于同一原子轨道上的电子，自旋方向相反，D项正确； 答案选A。 【变式3-3】对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，错误的是 A．电子云形状相同 B．自旋方向相同 C．能量相同 D．在同一轨道 【答案】D 【详解】A．基态碳原子核外两个未成对电子，其电子云形状都为哑铃形，故A正确； B．两个未成对电子符合洪特规则，自旋方向相同，故B正确； C．两个未成对电子在2p能级上，其能量相同，故C正确； D．两个未成对电子符合洪特规则，优先单独占据一个轨道，因此两个电子在不同轨道，故D错误。 综上所述，答案为D。 题型04 能层与能级 能层： 定义：核外电子按能量高低分层排布的区域，用电子层序数 n（正整数 1、2、3…）表示，对应符号 K、L、M、N…。 规律：n 越大，电子离核越远，电子运动状态的能量越高；各能层最多容纳电子数遵循公式 2n²。 能级： 定义：同一能层内能量不同的亚层，按轨道形状分为 s、p、d、f 等能级。 分布规律：第一能层仅 1s 能级，第二能层有 2s、2p 能级，第三能层有 3s、3p、3d 能级，以此类推；同一能层中能级能量顺序为 ns < np < nd < nf；不同能级的原子轨道数不同（s 能级 1 个、p 能级 3 个、d 能级 5 个、f 能级 7 个）。 【典例4】下列说法中，正确的是 A．s区元素全部是金属元素 B．p能级电子能量一定高于s能级电子能量 C．属于p区主族元素 D．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 【答案】C 【详解】A．s区元素不一定是金属元素，还有非金属氢，故A错误； B．p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级电子的能量小于3s能级的能量，故B错误； C．是第ⅥA族元素，属于p区主族元素，故C正确； D．同主族元素从上到下，原子半径递增，核对最外层电子吸引能力逐渐减弱，则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，故D错误； 故选C。 【变式4-1】Ti-Ni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】基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2；基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2。 【详解】A．两者的能层数均为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。 【变式4-2】下列电子层能量最低的是 A．L B．M C．K D．N 【答案】C 【详解】原子核外电子是分层排布的，距离原子核越近能量越低，而电子层从内到外为：K、L、M、N、O、P、Q等；因此以上选项中，能量最高的为N层，最低的为K层； 故选C。 【变式4-3】为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分别有1个、7个运动状态完全不同的电子，Y原子中各亚层的电子数相等，W原子最外层电子数是内层的3倍，R的原子半径是该周期主族元素中最大的。下列说法正确的是 A．最高价含氧酸的酸性： B．简单离子半径： C．得电子能力： D．形成的化合物一定不含离子键 【答案】B 【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z原子中分别有1、7个运动状态完全不同的电子，则X、Z原子序数为1、7，则X是H元素、Z是N元素；Y原子中各亚层的电子数相等，则Y为C元素；R的原子半径是该周期主族元素中最大的，则R是Na元素；W原子最外层电子数是内层的3倍，则W为O元素。 【详解】A．氧元素的非金属性强，不存在正化合价，故A错误； B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越大，所以氧离子的离子半径大于钠离子，故B正确； C．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，得电子能力依次增强，则得电子能力的顺序为O＞N＞C，故C错误； D．H、N、O三种元素可以形成含有离子键的离子化合物硝酸铵或亚硝酸胺，故D错误； 故选B。 题型05 原子光谱及应用 定义：原子中的电子在不同能量状态（能级）间跃迁时，吸收或辐射特定频率的光，经分光后形成的光谱。 分类： 发射光谱：电子从高能级跃迁到低能级时辐射光形成的光谱，呈暗背景下的亮线（线状光谱）。 吸收光谱：电子从低能级跃迁到高能级时吸收光形成的光谱，呈亮背景下的暗线（线状光谱）。 核心特征：原子光谱为线状光谱，不同元素的原子光谱具有独特的谱线（特征谱线），可用于区分元素。 与原子结构的关联：原子光谱的谱线频率对应电子跃迁的能量差，反映原子内部能级的能量分布，是研究原子结构的重要依据（如玻尔模型通过解释氢原子光谱验证其合理性）。 应用： 元素鉴定：通过检测物质的原子光谱，依据特征谱线确定所含元素（如光谱分析技术）。 天体化学：分析天体（如恒星、行星）的光谱，推断其组成元素及含量。 原子结构研究：通过解析原子光谱的谱线规律，推导原子内部的能级结构与电子运动状态。 【典例5】原子光谱是研究物质中原子结构的重要方法，下列与氢原子有关的说法中错误的是 A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．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 【答案】D 【详解】A．在氢原子的电子云图中，小点的疏密程度表示电子在该区域空间出现机会的多少，即概率的大小，密的地方出现机会多、疏的地方出现机会少，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，都是电子的跃迁导致的，B正确； C．玻尔的原子结构模型，提出了核外电子分层排布和电子的能量具有量子化特征的观点， 成功地解释了原子的稳定性和氢原子的线状光谱，C正确； D．氢原子核外只有一个电子，但它可以在不同的能级间跃迁，吸收或放出的能量不同，即吸收或产生不同波长的光，故它产生的原子光谱中不会只有一根或明或暗的线，D错误； 故选D。 【变式5-1】下列现代分析手段中，可用于检验水中痕量铜元素的是 A．原子光谱 B．质谱 C．红外光谱 D．核磁共振波谱 【答案】A 【详解】A．原子光谱通过检测元素特征谱线确定元素种类，适用于痕量金属元素检测，A正确； B．质谱主要用于测定分子量及结构，虽可检测元素但通常需特定类型（如ICP-MS），选项未明确，不符合题意； C．红外光谱分析分子官能团，不用于元素检测，C错误； D．核磁共振波谱用于分析有机结构，无法检测铜元素，D错误； 故选A。 【变式5-2】下列现象与电子跃迁无关的是 A．原子光谱 B．霓虹灯光 C．石墨导电 D．焰色试验 【答案】C 【详解】光是电子释放能量的重要形成，霓虹灯广告、燃烧蜡烛、节日里燃放的焰火即金属的焰色试验原子的发射光谱或吸收光谱都与电子发生跃迁释放能量有关，而石墨导电是在石墨晶体中含有自由移动的电子，与电子跃迁无关，故合理选项是C。 【变式5-3】下列说法错误的是 A．测定某一固体是否为晶体，可用X射线衍射仪进行实验 B．在质谱图中可以利用最右侧的分子离子峰的质荷比数值推测分子的相对分子质量 C．在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 D．不能用红外光谱区分和 【答案】D 【详解】A．晶体的X射线衍射图谱为明锐的衍射峰或分立的斑点，而非晶体没有，故测定某一固体是否为晶体，可用X射线衍射仪进行实验，A正确； B．质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比为最大值，对应分子的相对分子质量，B正确； C．原子光谱的特征谱线是元素鉴定的依据，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，C正确； D．乙醇含羟基（-OH），二甲醚含醚键（C-O-C），两者红外光谱特征峰不同，可用红外光谱区分，D错误； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 氢原子结构模型 题型01 原子核外电子运动模型的历史发展过程 题型02 玻尔的原子结构模型 题型03 原子轨道与电子云 题型04 能层与能级 题型05 原子光谱及应用 题型01 原子核外电子运动模型的历史发展过程 道尔顿原子论：提出原子是不可切分的实心球体，奠定 学说基础，未涉及电子运动。 汤姆生 “葡萄干面包式” 模型：通过阴极射线实验发现电子，打破原子不可再分观念，认为电子均匀分布在带正电的球体中。 卢瑟福原子结构有核模型：基于 实验，提出原子中心有极小原子核，电子在核外空间运动，确立 结构。 玻尔原子结构模型：结合普朗克量子论、爱因斯坦光子学说与卢瑟福有核模型，提出 、 假设，成功解释氢原子光谱，无法解释多电子原子光谱。 现代量子力学模型：认识微观粒子波粒二象性，用 和 描述电子运动状态，摒弃固定轨迹观点，以概率分布表征电子空间运动。 【典例1】下列说法正确的是 A．道尔顿根据一些元素化合时的质量比例关系，提出了原子学说 B．汤姆生通过阴极射线发现电子后，提出了“行星模型” C．卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型 D．泰勒根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出了“原子轨道模型” 【变式1-1】在探索原子结构的过程中做出主要贡献的科学家及其成就错误的是 A．墨子提出“端”的观点 B．道尔顿提出近代原子论 C．拉瓦锡基于电子的发现提出葡萄干面包模型 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了行星模型 【变式1-2】既发现了电子又提出了葡萄干面包模型的科学家是 A．道尔顿 B．汤姆孙 C．玻尔 D．卢瑟福 【变式1-3】化学的发展离不开科学家的贡献，下列科学家与贡献不匹配的是（  ） A．门捷列夫~元素周期律 B．诺贝尔~硝化甘油 C．汤姆逊~原子结构的行星模型 D．凯库勒~苯的结构 题型02 玻尔的原子结构模型 建立基础：以普朗克量子论、爱因斯坦光子学说、卢瑟福原子结构有核模型为理论支撑。 核心假设： 电子仅能在特定半径的圆周定态轨道上绕核运动，该状态下电子不吸收、不辐射能量。 轨道能量具量子化特征，能量与量子数 n（正整数）相关，n 越小电子离核越 、能量越 ；能量最低状态为 ，n>1 的状态为 。 电子在不同能量轨道间跃迁时，吸收或辐射能量，能量差与光的波长满足 ΔE = E₂ - E₁ = h・c/λ（h 为普朗克常数，c 为真空中光速）。 局限性：可解释氢原子及核外仅一个电子的离子光谱，无法解释多电子原子的光谱现象。 【典例2】1913年，玻尔提出氢原子模型，解释了氢原子的光谱。关于玻尔原子结构模型，下列说法中正确的是 A．玻尔原子结构模型可以解释多电子原子的光谱 B．原子中的电子在定态轨道上运动时，可能会辐射能量 C．电子在不同能量的两个轨道之间发生跃迁时，会辐射或吸收能量 D．电子在定态轨道上的运动状态被称为基态 【变式2-1】下列与氢原子有关的说法中，错误的是 A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．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 【变式2-2】下列关于物质结构与性质的说法，正确的是 A．Na的第一电离能小于Mg B．玻尔原子结构模型能够成功地解释各种原子光谱 C．As、S、F三种元素的电负性大小顺序为S＞As＞F D．水分子间存在氢键，故H2O的熔沸点及稳定性均大于H2S 【变式2-3】有关氢原子说法正确的是 A．玻尔的原子结构模型，无法解释氢原子光谱为线状光谱 B．霓虹灯呈现出五颜六色，与氢原子发射光谱的机理基本相同 C．氢原子含一个电子，所以氢原子发射光谱中只有一根亮线 D．氢原子含一个电子，所以氢原子电子云图中不可能出现无数个点 题型03 原子轨道与电子云 原子轨道： 定义：描述氢原子中电子的一种空间运动状态，不同于玻尔模型的圆周轨道，无固定轨迹，需通过函数图像表征。 特征：具特定形状（s 轨道 、p 轨道 等）与空间伸展方向，s 轨道 种伸展方向，p 轨道 种，d 轨道 种，f 轨道 种。 表示方法：结合电子层 n 与轨道形状符号表示（如 1s、2pₓ）；电子在原子轨道中存在两种不同自旋状态。 电子云： 定义：基于统计方法，用小黑点疏密程度形象化表示电子在原子核外单位体积内出现的概率大小。 特征：小黑点密集处电子出现概率 ，稀疏处概率 ；不同轨道的电子云具相应空间分布特征（如 1s 轨道电子云呈球形对称）。 【典例3】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 【变式3-1】下列叙述中，正确的是 A．各电子层含有的原子轨道数为2n2 B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束 C．3d能级有5个原子轨道，且电子按3p→3d→4s的顺序填充 D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5 【变式3-2】量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状态。下列关于原子轨道的叙述中错误的是 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n2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，自旋方向相反 【变式3-3】对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，错误的是 A．电子云形状相同 B．自旋方向相同 C．能量相同 D．在同一轨道 题型04 能层与能级 能层： 定义：核外电子按 高低分层排布的区域，用电子层序数 n（正整数 1、2、3…）表示，对应符号 K、L、M、N…。 规律：n 越大，电子离核越 ，电子运动状态的能量越 ；各能层最多容纳电子数遵循公式 。 能级： 定义：同一能层内能量不同的亚层，按轨道形状分为 、 、 、 等能级。 分布规律：第一能层仅 1s 能级，第二能层有 2s、2p 能级，第三能层有 3s、3p、3d 能级，以此类推；同一能层中能级能量顺序为 ns < np < nd < nf；不同能级的原子轨道数不同（s 能级 1 个、p 能级 3 个、d 能级 5 个、f 能级 7 个）。 【典例4】下列说法中，正确的是 A．s区元素全部是金属元素 B．p能级电子能量一定高于s能级电子能量 C．属于p区主族元素 D．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 【变式4-1】Ti-Ni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 【变式4-2】下列电子层能量最低的是 A．L B．M C．K D．N 【变式4-3】为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分别有1个、7个运动状态完全不同的电子，Y原子中各亚层的电子数相等，W原子最外层电子数是内层的3倍，R的原子半径是该周期主族元素中最大的。下列说法正确的是 A．最高价含氧酸的酸性： B．简单离子半径： C．得电子能力： D．形成的化合物一定不含离子键 题型05 原子光谱及应用 定义：原子中的电子在不同能量状态（能级）间跃迁时， 或 特定频率的光，经分光后形成的光谱。 分类： 发射光谱：电子从高能级跃迁到低能级时辐射光形成的光谱，呈暗背景下的 线（线状光谱）。 吸收光谱：电子从低能级跃迁到高能级时吸收光形成的光谱，呈亮背景下的 线（线状光谱）。 核心特征：原子光谱为 光谱，不同元素的原子光谱具有独特的谱线（特征谱线），可用于区分元素。 与原子结构的关联：原子光谱的谱线频率对应电子跃迁的 ，反映原子内部能级的能量分布，是研究原子结构的重要依据（如玻尔模型通过解释氢原子光谱验证其合理性）。 应用： 元素鉴定：通过检测物质的原子光谱，依据特征谱线确定所含元素（如光谱分析技术）。 天体化学：分析天体（如恒星、行星）的光谱，推断其组成元素及含量。 原子结构研究：通过解析原子光谱的 ，推导原子内部的能级结构与电子运动状态。 【典例5】原子光谱是研究物质中原子结构的重要方法，下列与氢原子有关的说法中错误的是 A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．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 【变式5-1】下列现代分析手段中，可用于检验水中痕量铜元素的是 A．原子光谱 B．质谱 C．红外光谱 D．核磁共振波谱 【变式5-2】下列现象与电子跃迁无关的是 A．原子光谱 B．霓虹灯光 C．石墨导电 D．焰色试验 【变式5-3】下列说法错误的是 A．测定某一固体是否为晶体，可用X射线衍射仪进行实验 B．在质谱图中可以利用最右侧的分子离子峰的质荷比数值推测分子的相对分子质量 C．在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 D．不能用红外光谱区分和 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $