1.1 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（培优讲义）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 考点 1 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 称为构造原理。 （2）构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的 。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）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。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→ → → → → → → →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： ； 。 ③价层电子排布式 a.价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的 称为价电子层(简称价层)。 b.价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是 电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除 电子外，还可能包括 电子。 c.表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy 举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5,Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ④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 ，而过渡元素的原子可能还会进一步失去 ，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 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。 教材延伸 ①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低。 ③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。 【进阶典例】（25-26高二上·河北衡水·期中）下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B．Br- [Ar]4s2 4p5 C．Fe2+ [Ar]3d4 4s2 D．Cl- [Ar] 【拔高典例】（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期中）Ca原子的电子排布式正确的是 A．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 B．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p2 C．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4d2 D．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 【对点练1】（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）下列基态原子或离子的电子排布式不正确的是 A．O：1s22s22p4 B．Cl-：1s22s22p63s23p6 C．N3-：1s22s22p6 D．Al3+：1s22s22p63s23p1 【对点练2】（25-26高二下·甘肃酒泉·阶段检测）下列各基态原子或离子的电子排布式中书写错误的是 A．F： B．： C．： D．： 考点 2 电子云与原子轨道 1.电子云 （1）概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示，即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，例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P= 的空间圈出来。 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。 a.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 形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越 ，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次 ，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。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 b.p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是 状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为 ，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。px、py、pz的电子云轮廓图如下图： 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。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示 原子轨道。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 （3）各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 教材延伸 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。 ④同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同 ⑤人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 【进阶典例】（25-26高二下·云南楚雄·期中）下列说法正确的是 A．第四周期元素的原子的3d轨道上均占有电子 B．同一能层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形 D．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子在球壳上运动 【拔高典例】（25-26高二下·湖北黄石·阶段检测）在基态多电子原子中，下列说法错误的是 A．3d、4d、5d能级的能量逐渐增大且轨道数依次增多 B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 C．、、轨道相互垂直，且能量相等 D．能量最低的N原子核外电子排布式为 【对点练1】（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）下列说法正确的是 A．霓虹灯光、节日焰火，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关 B．p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量 C．电子云是对电子在核外运动轨迹的准确描述 D．、、轨道相互垂直，能量依次增大 【对点练2】（25-26高二上·重庆·期中）下列关于原子核外电子的描述正确的是 A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 1．（25-26高二上·浙江·期中）下列说法不正确的是 A．电子云中点越密的地方表示电子在该区域出现的概率越大 B．同一能层不同能级中的电子其能量一定不相等 C．H原子和原子都只有K能层而无能层 D．基态P原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同 2．（25-26高二下·甘肃武威·期末）下列说法正确的是 A．所有原子的电子排布都遵循构造原理 B．电子云轮廓图表示电子的运动轨迹 C．s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形 D．同一原子中，2p、3p、4p轨道的能量相等 3．（25-26高二上·河北沧州·期末）下列说法正确的是 A．电子云是电子绕核运动形成的一团带负电荷的云雾 B．不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理 C．能级能量一定比能级高 D．任一能层的能级总是从能级开始，能级数与能层序数无关 4．（25-26高二下·广东东莞·期中）某基态原子的最外层电子排布为，下列说法错误的是 A．该原子核外无未成对电子 B．该元素位于第三周期第ⅣA族 C．有8种不同的运动空间 D．有14种不同运动状态的电子 5．（25-26高二下·广西·阶段检测）下列关于原子轨道的描述错误的是 A．2p轨道电子云轮廓图呈球形 B．与原子轨道数相同 C．4f能级最多容纳14个电子 D．s轨道电子云半径随能层增大而增大 6.（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．不同能层的s电子云的半径相等 B．图1中小黑点的疏密表示电子在核外空间各处出现的概率大小 C．图2表示1s电子只可能出现在球体内 D．图2表明1s电子云轮廓图的形状呈圆形 7.（25-26高二下·吉林四平·阶段检测）下列原子轨道的形状为哑铃形且取向相互垂直的是 A．s B．p C．d D．f 8.（25-26高二上·四川攀枝花·期末）基态氮原子2p能级的电子具有不同的 A．能量 B．电子云的形状 C．自旋状态 D．电子云的伸展方向 9.（25-26高二上·河南洛阳·期末）下列关于化学研究方法与原子结构相关概念的说法正确的是 ①电子云示意图中，小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度，单个小黑点代表一个电子 ②激光的产生、LED灯发光和节日燃放的焰火与电子数目有关 ③在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来测定文物中组成元素 ④原子光谱是离散不连续的谱线，其原因是电子在不同能级上跃迁 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 10．（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）s能级电子云轮廓图呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。 （2）X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是_______电子，X元素的符号是_______。 （3）X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，那么X的元素符号应为_______。 11．（25-26高二上·黑龙江大庆·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 12.（25-26高二下·湖北·期中）下列关于电子云、能层与能级的说法正确的是 A．绘制电子云轮廓图时，需把电子在原子核外出现的空间全部圈出 B．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 C．任一能层的能级总是从s能级开始，且所含能级数等于该能层序数 D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同 13．（25-26高二下·安徽·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 14．（25-26高二下·北京·期中）图1和图2分别表示某能级电子的电子云及其轮廓图，下列说法正确的是 A．图1中每个小黑点表示1个电子 B．图2表示电子只能在球体内出现 C．由图2可推知该电子所处的原子轨道为球形 D．图1中的小黑点表示某一时刻电子在核外所处的具体位置 15.（25-26高二上·浙江绍兴·期中）下列原子的核外电子排布式中，可能是激发态原子的是 A． B． C． D． 16.（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）元素Cu基态原子的核外电子排布式为_______。 （2）基态氧原子的电子排布式为_______。 （3）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_______，该能层具有的原子轨道数为_______、电子数为_______。 （4）Ni2+的价电子排布图为_______。 （5）Br原子序数为_______，其核外M层电子的排布式为_______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 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 考点 1 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。 （2）构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）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。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。 ③价层电子排布式 a.价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，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)。 b.价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 c.表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy 举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5,Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ④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。 教材延伸 ①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低。 ③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。 【进阶典例】（25-26高二上·河北衡水·期中）下列各基态原子或基态离子的电子排布式中，正确的是 A．Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B．Br- [Ar]4s2 4p5 C．Fe2+ [Ar]3d4 4s2 D．Cl- [Ar] 【答案】D 【解析】A．Si原子核外有14个电子，其基态电子排布式应为1s2 2s2 2p6 3s2 3p2，题给排布式共有16个电子，A错误；B．Br原子得到1个电子形成Br-，共有36个电子，其基态电子排布式应为[Ar]3d10 4s2 4p6，B错误；C．Fe原子的价层电子排布为3d6 4s2，形成Fe2+时先失去两个4s电子，故其基态电子排布式应为[Ar]3d6，C错误；D．Cl原子得到1个电子形成Cl-，共有18个电子，与Ar原子的电子排布相同，可简写为[Ar]，D正确；故选D。 解题点睛 1.书写先按能级顺序填充，再调整为能层顺序；牢记洪特特例 Cr、Cu。 2.判断时核对三原理：泡利不超轨容量、洪特简并轨道分占，区分基态与激发态。 3.注意电子排布式、简化式、价电子排布式的不同设问要求，看清格式 【拔高典例】（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期中）Ca原子的电子排布式正确的是 A．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 B．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p2 C．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4d2 D．1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 【答案】D 【分析】Ca是20号元素，原子核外共20个电子，电子排布遵循构造原理：能级能量顺序为，电子排满轨道后，会先填充能量更低的轨道，再填充轨道，据此分析解题。 【解析】A．违背能级交错规律，未先填充能量更低的，错误将价电子排在，A错误；B．填满后应优先填充4s轨道而非4p轨道，B错误；C．填充顺序错误，不可能跳级填充，C错误；D．电子总数为20，排布符合构造原理，D正确；故答案选D。 【对点练1】（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）下列基态原子或离子的电子排布式不正确的是 A．O：1s22s22p4 B．Cl-：1s22s22p63s23p6 C．N3-：1s22s22p6 D．Al3+：1s22s22p63s23p1 【答案】D 【解析】A．O原子序数为8，基态O原子核外共8个电子，电子排布式正确，A正确；B．Cl原子序数为17，得到1个电子后核外共18个电子，电子排布式正确，B正确；C．N原子序数为7，得到3个电子后核外共10个电子，电子排布式正确，C正确；D．Al原子失去最外层3个电子得到，核外共10个电子，正确电子排布式应为，D错误；故答案选D。 【对点练2】（25-26高二下·甘肃酒泉·阶段检测）下列各基态原子或离子的电子排布式中书写错误的是 A．F： B．： C．： D．： 【答案】B 【解析】A．F是9号，核外共9个电子，基态原子电子排布式为，A正确；B．基态Fe原子的电子排布为，形成阳离子时优先失去最外层轨道的电子，因此的基态电子排布式应为，B错误；C．Br是35号元素，核外共36个电子，基态电子排布式为，C正确；D．核外共10个电子，基态电子排布式为，D正确；故选B。 考点 2 电子云与原子轨道 1.电子云 （1）概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示，即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，例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。 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。 a.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球形，只是球的半径不同。 同一原子的能层越高，s电子云的半径越大，如下图所示。这是由于1s、2s、3s……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。 图：同一原子的s电子的电子云轮廓图 b.p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是哑铃状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py,和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。p电子云轮廓图的平均半径随能层序数的增大而增大。px、py、pz的电子云轮廓图如下图： 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。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 （2）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 （3）各能级所含原子轨道的数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 教材延伸 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。 ④同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同 ⑤人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 【进阶典例】（25-26高二下·云南楚雄·期中）下列说法正确的是 A．第四周期元素的原子的3d轨道上均占有电子 B．同一能层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 C．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈哑铃形 D．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子在球壳上运动 【答案】B 【解析】A．第四周期的K、Ca元素原子的3d轨道无电子，因此第四周期元素原子的3d轨道不是均占有电子，A错误；B．同一能层即主量子数相同时，轨道能量随角量子数增大而升高，p轨道角量子数大于s轨道，因此同一能层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，B正确；C．p轨道呈哑铃形是电子云的轮廓，代表电子在核外的概率分布特征，核外电子无固定运动轨迹，C错误；D．s能级轨道呈球形是指电子在球形空间内出现概率较高，电子可在球内任意位置运动，并非仅在球壳上运动，D错误；答案选B。 解题点睛 1.电子云是电子在核外空间出现的概率分布形象描述，无实体边界；原子轨道是电子云的轮廓，是容纳电子的空间区域。 2.s 轨道球形、p 轨道哑铃形。 3.解题分清：轨道是区域，电子云是概率；轨道最多容纳2个电子，不要把电子云、轨道、能级混为一谈。 【拔高典例】（25-26高二下·湖北黄石·阶段检测）在基态多电子原子中，下列说法错误的是 A．3d、4d、5d能级的能量逐渐增大且轨道数依次增多 B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 C．、、轨道相互垂直，且能量相等 D．能量最低的N原子核外电子排布式为 【答案】A 【解析】A．d能级的轨道数均为5，3d、4d、5d仅能量随主量子数增大逐渐升高，轨道数不变，故A错误；B．s轨道为球形结构，主量子数越大轨道半径越大，2s轨道的空间范围包含1s轨道，故B正确；C．同一能层的p轨道为简并轨道能量相等，、、分别沿x、y、z轴方向伸展，相互垂直，故C正确；D．N为7号元素，基态原子的能量最低，电子排布式为1s22s22p3，故D正确；选A。 【对点练1】（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）下列说法正确的是 A．霓虹灯光、节日焰火，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关 B．p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量 C．电子云是对电子在核外运动轨迹的准确描述 D．、、轨道相互垂直，能量依次增大 【答案】A 【解析】A．霓虹灯光是通过气体放电中电子跃迁发光，节日焰火是金属原子电子跃迁释放特定波长光，两者均与电子跃迁释放能量有关，A正确；B．p能级与s能级的能量高低取决于主量子数n；同一n层p能级高于s能级，但不同n层（如3s高于2p）则不一定，因此“一定高于”错误，B错误；C．电子云表示电子在核外空间出现的概率分布，并非运动轨迹的准确描述（量子力学中电子无确定轨迹），C错误；D．、、轨道在空间相互垂直，但三者能量相同（简并轨道），不依次增大，D错误；故答案选A。 【对点练2】（25-26高二上·重庆·期中）下列关于原子核外电子的描述正确的是 A．原子核外电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称“电子云” B．s能级电子的能量一定低于p能级电子的能量 C．同一能层不同能级上的电子，其能量一定不同 D．3s的电子云半径比1s的大，说明3s的电子比1s的多 【答案】C 【解析】A．电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所笼罩，A错误；B．由构造原理可知，能层相同时，s能级电子的能量低于p能级，但能层不同时，3s能级电子的能量高于2p能级，所以s能级电子的能量不一定低于p能级电子的能量，B错误；C．同一能层中的电子依据电子的能量不同，分为s、p、d、f不同能级，所以同一能层不同能级的电子能量一定不同，C正确；D．电子云半径大小由核外电子出现的概率决定，与电子数无关，D错误；故选C。 1．（25-26高二上·浙江·期中）下列说法不正确的是 A．电子云中点越密的地方表示电子在该区域出现的概率越大 B．同一能层不同能级中的电子其能量一定不相等 C．H原子和原子都只有K能层而无能层 D．基态P原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同 【答案】C 【解析】A．电子云中点的疏密代表电子在对应区域出现的概率密度大小，点越密表示电子出现概率越大，A正确；B．同一能层中不同能级的能量满足，能量一定不相等，B正确；C．和原子核外仅能层填充有电子，但等更高能层是客观存在的（电子激发时可跃迁到高能层），并非不存在，C错误；D．基态原子未成对电子位于能级，分属三个轨道，电子云伸展方向分别沿轴，各不相同，D正确，不符合题意；故选C。 2．（25-26高二下·甘肃武威·期末）下列说法正确的是 A．所有原子的电子排布都遵循构造原理 B．电子云轮廓图表示电子的运动轨迹 C．s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形 D．同一原子中，2p、3p、4p轨道的能量相等 【答案】C 【解析】A．构造原理是大多数基态原子核外电子的排布规律，存在特殊例外，如基态Cr、Cu原子的电子排布不遵循构造原理，A错误；B．电子云轮廓图表示的是核外电子出现概率约为90%的空间区域，电子没有固定的运动轨迹，无法表示电子的运动轨迹，B错误；C．不同能层的轨道均为球形结构，不同能层的轨道均为哑铃形结构，仅轨道半径随能层序数增大而增大，C正确；D．同一原子中，相同能级的轨道能量随能层序数增大而升高，能量关系为，D错误；答案选C。 3．（25-26高二上·河北沧州·期末）下列说法正确的是 A．电子云是电子绕核运动形成的一团带负电荷的云雾 B．不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理 C．能级能量一定比能级高 D．任一能层的能级总是从能级开始，能级数与能层序数无关 【答案】B 【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，不是真实存在的带负电云雾，A错误；B．部分过渡金属如、的基态原子核外电子排布符合洪特规则特例，价电子排布分别为、，不符合构造原理，因此不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理，B正确；C．同一能层的p能级能量高于s能级，不同能层的p能级能量不一定比s能级高，如能级能量低于能级，C错误；D．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于该能层的序数，二者相关，D错误；故选 B。 4．（25-26高二下·广东东莞·期中）某基态原子的最外层电子排布为，下列说法错误的是 A．该原子核外无未成对电子 B．该元素位于第三周期第ⅣA族 C．有8种不同的运动空间 D．有14种不同运动状态的电子 【答案】A 【解析】A．根据洪特规则，3p能级的2个电子分占不同的轨道，自旋平行，核外有2个未成对电子，A错误；B．该元素原子核外有3个电子层，最外层电子数为4，位于第三周期第ⅣA族，B正确；C．电子的运动空间对应已填充电子的原子轨道，该原子核外已填充的轨道包括1s、2s、2px、2py、2pz、3s、3px、3py，共8种，C正确；D．原子核外每个电子的运动状态均不相同，该原子核外共有14个电子，有14种不同运动状态的电子，D正确；故选A。 5．（25-26高二下·广西·阶段检测）下列关于原子轨道的描述错误的是 A．2p轨道电子云轮廓图呈球形 B．与原子轨道数相同 C．4f能级最多容纳14个电子 D．s轨道电子云半径随能层增大而增大 【答案】A 【解析】A．s轨道电子云轮廓图为球形，p轨道电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形，2p轨道不属于s轨道，A错误；B．同一能级的原子轨道数和能层序数无关，d能级都含有5个原子轨道，因此3d与4d原子轨道数相同，B正确；C．f能级含有7个原子轨道，每个原子轨道最多容纳2个电子，因此4f能级最多容纳个电子，C正确；D．能层序数越大，能量越高，电子离核平均距离越远，因此s轨道电子云半径随能层增大而增大，D正确；故选A。 6.（25-26高二下·安徽阜阳·阶段检测）图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．不同能层的s电子云的半径相等 B．图1中小黑点的疏密表示电子在核外空间各处出现的概率大小 C．图2表示1s电子只可能出现在球体内 D．图2表明1s电子云轮廓图的形状呈圆形 【答案】B 【解析】A．能层序数越大，s电子能量越高，离核越远，s电子云的半径越大（如2s电子云半径大于1s），因此不同能层的s电子云半径不相等，A错误；B．图1是电子概率密度分布图（电子云图），小黑点不是真实电子，小黑点的疏密表示电子在核外空间各处出现的概率，越密概率越大，B正确；C．图2的电子云轮廓图，是将电子出现概率约90%的空间圈出来，球体外也可能出现电子，只是概率极低，C错误；D．1s电子云轮廓图是三维的球形，不是平面的圆形，D错误；故选B。 7.（25-26高二下·吉林四平·阶段检测）下列原子轨道的形状为哑铃形且取向相互垂直的是 A．s B．p C．d D．f 【答案】B 【解析】轨道的形状为哑铃形，且、、三个轨道的取向分别沿、、轴，三者相互垂直，B符合题意；故选B。 8.（25-26高二上·四川攀枝花·期末）基态氮原子2p能级的电子具有不同的 A．能量 B．电子云的形状 C．自旋状态 D．电子云的伸展方向 【答案】D 【解析】A．基态氮原子2p能级的三个电子处于简并轨道（能量相同），因此不具有不同的能量，A错误；B．2p能级的所有电子云形状均为哑铃形（p轨道特征），形状相同，因此不具有不同的电子云形状，B错误；C．根据洪特规则，基态氮原子2p3能级中，三个电子自旋平行（自旋状态相同），因此不具有不同的自旋状态，C错误；D．2p能级有三个轨道（px、py、pz），电子云分别沿x、y、z轴伸展，伸展方向不同，因此具有不同的电子云伸展方向，D正确；故选D。 9.（25-26高二上·河南洛阳·期末）下列关于化学研究方法与原子结构相关概念的说法正确的是 ①电子云示意图中，小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度，单个小黑点代表一个电子 ②激光的产生、LED灯发光和节日燃放的焰火与电子数目有关 ③在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来测定文物中组成元素 ④原子光谱是离散不连续的谱线，其原因是电子在不同能级上跃迁 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 【答案】B 【解析】①电子云示意图中小黑点的疏密表示电子出现的概率密度，但单个小黑点没有意义，①错误；②激光、LED灯发光和焰火现象主要与电子在不同能级间的跃迁有关，与电子的多少无关，②错误；③原子光谱的特征谱线具有元素特异性，可用于文物元素组成的测定，③正确；④原子光谱的离散谱线源于电子在不同量子化能级间的跃迁，④正确；综上所述③④；故选B。 10．（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）s能级电子云轮廓图呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。 （2）X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是_______电子，X元素的符号是_______。 （3）X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，那么X的元素符号应为_______。 【答案】（1）球 1 哑铃 3 （2）2p N （3）S 【解析】（1）s能级电子云轮廓图呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p能级电子云轮廓图呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，故答案为：球；1；哑铃；3； （2）根据s能级只有1个原子轨道，只能最多存放2个电子，故X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其中n=2，即X元素的原子最外层电子排布式为：2s22p3，原子中能量最高的是2p电子，X元素的符号是N； （3）根据s能级只有1个原子轨道，只能最多存放2个电子，X元素的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，其中n=3，即X元素的原子最外层电子排布式为：3s23p4，那么X的元素符号应为S。 11．（25-26高二上·黑龙江大庆·期中）下列化学用语正确的是 A．基态Al原子最高能级电子云轮廓图： B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子 C．总共含有3个能级的能层符号：L D．基态Ti原子的轨道表示式为1s22s22p63s23p63d24s2 【答案】A 【解析】A．Al原子的基态电子排布为 1s22s22p63s23p1，最高能级是 3p ，电子云轮廓为哑铃形，A正确；B．在电子云图中，小黑点表示电子在核外空间中出现的概率，B错误；C．含有3个能级的能层符号是M，C错误；D．1s22s22p63s23p63d24s2为基态Ti原子的核外电子排布式，不是轨道表示式，D错误；故答案选A。 12.（25-26高二下·湖北·期中）下列关于电子云、能层与能级的说法正确的是 A．绘制电子云轮廓图时，需把电子在原子核外出现的空间全部圈出 B．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 C．任一能层的能级总是从s能级开始，且所含能级数等于该能层序数 D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同 【答案】C 【解析】A．电子云轮廓图仅圈出电子出现概率较高的区域（如90%），而非全部空间，A错误；B．s能级无论处于哪个能层，最多容纳2个电子，容纳数与能层无关，B错误；C．能层的能级从s开始，且能级数等于能层序数（如第3能层含s、p、d共3个能级），C正确；D．同一能层中不同能级的电子能量不同，但同一能级内的电子能量相同，D错误；故选C。 13．（25-26高二下·安徽·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。 14．（25-26高二下·北京·期中）图1和图2分别表示某能级电子的电子云及其轮廓图，下列说法正确的是 A．图1中每个小黑点表示1个电子 B．图2表示电子只能在球体内出现 C．由图2可推知该电子所处的原子轨道为球形 D．图1中的小黑点表示某一时刻电子在核外所处的具体位置 【答案】C 【解析】A．图1表示1s电子的概率分布图，则图中每个小黑点表示出现的概率，A错误；B．图2表示在界面内出现该电子的几率大于90%，界面外出现该电子的几率不足10%，B错误；C．图 2 轮廓图为球形，可知该电子所处原子轨道是球形，C正确；D．图1中的小黑点表示空间各电子出现的概率，即某一时刻电子在核外某处出现的概率大小，D错误；故选C。 15.（25-26高二上·浙江绍兴·期中）下列原子的核外电子排布式中，可能是激发态原子的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】要判断是否为激发态原子，需结合基态原子核外电子排布的能量最低原理：电子优先填充能量较低的轨道，填充顺序为，基态原子核外电子排布满足能量最低原理、泡利原理、洪特规则及洪特规则特例，不符合排布规则的为激发态。 【解析】A．该排布为9号元素的基态电子排布，符合能量最低原理，A不符合题意；B．该排布为13号元素的基态电子排布，轨道填满后填充轨道，符合能量最低原理，B不符合题意；C．该排布为23号元素V的电子排布，原子总能量高于基态，属于激发态原子，C符合题意；D．该排布为30号元素的基态电子排布，轨道全满、轨道全满，符合洪特规则特例和能量最低原理，D不符合题意。故选C。 16.（25-26高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题。 （1）元素Cu基态原子的核外电子排布式为_______。 （2）基态氧原子的电子排布式为_______。 （3）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_______，该能层具有的原子轨道数为_______、电子数为_______。 （4）Ni2+的价电子排布图为_______。 （5）Br原子序数为_______，其核外M层电子的排布式为_______。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1） （2） （3）M 9 4 （4） （5）35 【解析】（1）Cu的原子序数为29，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）； （2）O的原子序数为8，核外有8个电子，按构造原理依次填充1s、2s、2p轨道，基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4； （3）Si的原子序数为14，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，最高能层为M层；该能层具有的原子轨道数为9，（3s、3p、3d轨道共1+3+5=9个）；Si的M层电子排布为3s23p2，共4个电子； （4）Ni的原子序数为28，基态原子核外电子排布为[Ar]3d84s2；Ni失去2个电子时优先失去4s轨道的电子，即Ni2+价电子排布为3d8，价电子排布图为； （5）Br位于第4周期ⅦA族，原子序数为35；M层为第3层，电子排布为3s23p63d10。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $