高中化学选择性必修二 1.1.2 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道(解析版)同步备课系列

第1章  原子结构与性质

1.1.2构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道

一．选择题（共10小题）

1.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】

A、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。

故选：C

2.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(4s)＞E(4f)

【答案】D

【解析】

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…

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；

故选：D。

3.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；

故选：D。

4.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。

故选：A。

5.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。

故选：C。

6.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。

故选：D。

7.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。

8.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】

A、 电子运动没有确定的方向和轨迹，这与宏观物体运动轨道的含义不相同，故A错误；

B、第n电子层上共有n2个原子轨道，故B错误；

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，故C正确；

D、处于同一原子轨道上的2个电子，自旋方向不同，所以运动状态不相同，故D错误；

故选C。

9.下列说法或化学用语表达正确的是

A．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

B．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多

C．某原子的电子排布式为属于激发态

D．的电子排布式为  

【答案】D

【解析】

A．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A错误；

B．p能级含有3个原子轨道，不同能层上的p能级含有的轨道数相同，故B错误；

C．当轨道中的电子处于半满或全满状态时，能量较低，属于稳定状态，所以某原子的电子排布式为处于低能态，故C错误；

D．Fe为26号元素，原子核外有26个电子，Fe原子的电子排布式为，失去2个电子形成，则的电子排布式为，故D正确。

故选：D。

10.下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　)

A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子

B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子

C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为4s24p5的原子

D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子

【答案】B

【解析】

A、3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子都是指Si原子，故不选A；

B、M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子是Fe原子，故选B；

C、最外层电子数是核外电子总数的的原子是Br，Br原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，价电子排布式为4s24p5，属于同种元素原子，故不选C；

D、2p能级有一个未成对电子的基态原子可能是B或F，价电子排布为2s22p5的原子是F，故不选D；

故选：B。

二．填空题（共3小题）

11．写出符合下列要求的符号。

（1）第二电子层 s能级________

（2）n＝3  p能级________

（3）第五电子层  d能级________

（4）n＝4  p能级________

（5）n＝2  p能级沿y轴取向的轨道________

【答案】

（1）2s （2）3p （3）5d （4）4p （5）2py

【解析】

（1）第二电子层、s能级：2s；

（2）（2）n＝3  p能级：3p；

（3）（3）第五电子层  d能级：5d；

（4）（4）n＝4  p能级：4p；

（5）（5）n＝2  p能级沿y轴取向的轨道：2py。

12．第三代半导体材料的优异性能和对新兴产业的巨大推动作用，使得发达国家都把发展第三代半导体材料及其相关器件等列为半导体重要新兴技术领域，投入巨资支持发展。第三代半导体材料有氮化镓、碳化硅等。请回答下列问题：

（1）硅原子占据电子的能级符号有________________，其中占据电子的能量最高的能级符号为________，该能层已经容纳了________个电子。

（2）N原子中，有电子占据的最高能层符号为________，该能层已经容纳的电子数为______个。

（3）镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期。镓原子具有________个能层，每个能层已经容纳的电子数之比为______________。

【答案】1s、2s、2p、3s、3p    3p    2    L    5    4    2∶8∶18∶3   

【解析】

（1）硅位于元素周期表第三周期，第IVA族，14号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p2，有3个能层，分别为K、L、M，每个能层的能级数分别为1、2、2，其能级符号为1s、2s、2p、3s、3p，其中占据电子的最高能级为3p，该能级容纳的电子数为。

（2）N原子位于元素周期表第二周期，第VA族，7号元素，电子排布式为1s22s22p3，共2个能层，符号分别为K、L，L为最高能层，该能层包括2s能级的2个电子和2p能级的3个电子，共5个电子。

（3）镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期，能层数与元素原子所在的周期数相等，故Ga有4个能层，每层的电子数为2、8、18、3，已经容纳的电子数之比为2∶8∶18∶3。

13.下面是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：

（1）s能级的原子轨道呈 ____________ 形，每个s能级有 _______个原子轨道；p能级的原子轨道呈 ____________ 形，每个p能级有_____ 个原子轨道。

（2）s能级原子轨道的半径与什么因素有关？是什么关系_____。

【答案】（1）球    1    哑铃    3    （2）与电子层序数有关；随电子层序数的增大而增大   

【解析】

（1）s能级的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p能级的原子轨道呈 哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。

（2）s能级原子轨道的半径与与主量子数n有关，s能级原子轨道的半径随电子层数n的增大而增大。