2024年人教版高二化學(xué)寒假提升第01講 原子結(jié)構(gòu)（解析版）

【淘寶店鋪：向陽(yáng)百分百】【淘寶店鋪：向陽(yáng)百分百】第01講原子結(jié)構(gòu)目錄新知導(dǎo)航：熟悉課程內(nèi)容、掌握知識(shí)脈絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)：知識(shí)點(diǎn)全面梳理，掌握必備重點(diǎn)記憶：關(guān)鍵點(diǎn)快速記憶，提升能力小試牛刀：考點(diǎn)剖析+過(guò)關(guān)檢測(cè)，合理應(yīng)用課時(shí)1eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))能層與能級(jí)基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜一．能層與能級(jí)1920年，丹麥科學(xué)家玻爾在氫原子模型基礎(chǔ)上，提出構(gòu)造原理，開(kāi)啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期律的篇章。1925年以后，玻爾的“殼層”落實(shí)為“能層”與“能級(jí)”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。1936年，德國(guó)科學(xué)家馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實(shí)為依據(jù)的完整的構(gòu)造原理。1．能層(1)含義：根據(jù)核外電子的能量不同，將核外電子分為不同的能層(電子層)。(2)序號(hào)及符號(hào)能層序號(hào)一、二、三、四、五、六、七……分別用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為2n2個(gè)。(3)能量關(guān)系能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序?yàn)镋(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2．能級(jí)(1)含義：根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的能量也可能不同，將它們分為不同能級(jí)。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、f等表示，如n能層的能級(jí)按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、np、nd、nf等。3．能層、能級(jí)與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七……符號(hào)KLMNOPQ……能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多電子數(shù)22626102610142……281832………………2n2由上表可知：(1)能層序數(shù)等于該能層所包含的能級(jí)數(shù)，如第三能層有3個(gè)能級(jí)。(2)s、p、d、f各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)分別為1、3、5、7的2倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2(n為能層的序數(shù))。二．基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子(1)基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化2.原子光譜(1)光譜的成因及分類(lèi)①電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將釋放能量；反之，將吸收能量。光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一。②電子的躍遷是物理變化(未發(fā)生電子轉(zhuǎn)移)，而原子得失電子時(shí)發(fā)生的是化學(xué)變化。③一般在能量相近的能級(jí)間發(fā)生電子躍遷。(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線(xiàn)來(lái)鑒定元素。正誤判斷1．2d表示L層上的d能級(jí)。(×)2．能層就是電子層。(√)3．不同能層，s能級(jí)的能量相同。(×)4．s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)的能量低。(×)5．各能級(jí)最多可容納的電子數(shù)按s、p、d、f……的順序依次為1、3、5、7……的2倍。(√)6．電子在原子軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)能量較為穩(wěn)定，躍遷時(shí)釋放或者吸收能量。(√)7．基態(tài)原子的能量一定比激發(fā)態(tài)原子的能量高。(×)8．焰色試驗(yàn)是金屬原子的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光譜。(×)9．日常生活中我們看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈光、節(jié)日焰火都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。(√)10．電子僅從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生原子光譜。(×)課時(shí)2構(gòu)造原理與電子排布式eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))電子云與原子軌道一．構(gòu)造原理與電子排布式1.構(gòu)造原理(1)內(nèi)容：以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱(chēng)為構(gòu)造原理。(2)構(gòu)造原理示意圖：圖中用小圓圈表示一個(gè)能級(jí)，每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)能層，箭頭引導(dǎo)的曲線(xiàn)顯示遞增電子填入能級(jí)的順序。注：電子填充的常見(jiàn)一般規(guī)律：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s(3)能級(jí)交錯(cuò)：構(gòu)造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)遞增，電子并不總是填滿(mǎn)一個(gè)能層后再開(kāi)始填入下一個(gè)能層的。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為能級(jí)交錯(cuò)。注：①構(gòu)造原理呈現(xiàn)的能級(jí)交錯(cuò)源于光譜學(xué)事實(shí)，是經(jīng)驗(yàn)的，而不是任何理論推導(dǎo)的結(jié)果。構(gòu)造原理是一個(gè)思維模型，是個(gè)假想過(guò)程。②能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象是電子隨核電荷數(shù)遞增而出現(xiàn)的填入電子順序的交錯(cuò)，并不意味著先填的能級(jí)能量一定比后填的能級(jí)能量低2.電子排布式(1)定義：電子排布式是用核外電子分布的能級(jí)及各能級(jí)上的電子數(shù)來(lái)表示電子排布的式子。(2)表示方法：(3)書(shū)寫(xiě)方法——“三步法”（構(gòu)造原理是書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子電子排布式的主要依據(jù)）第一步：按照構(gòu)造原理寫(xiě)出電子填入能級(jí)的順序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s第二步：根據(jù)各能級(jí)容納的電子數(shù)填充電子。第三步：去掉空能級(jí)，并按照能層順序排列即可得到電子排布式。注：在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，一般情況下，能層低的能級(jí)要寫(xiě)在左邊，而不是按構(gòu)造原理的順序?qū)憽?4)在得出構(gòu)造原理之前，由原子光譜得知有些過(guò)渡金屬元素基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理，如Cr和Cu的最后兩個(gè)能級(jí)的電子排布分別為3d54s1和3d104s1。由此可見(jiàn)，構(gòu)造原理是被理想化了的。(5)簡(jiǎn)化電子排布式①定義：將原子中已經(jīng)達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分，用相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示的式子稱(chēng)為簡(jiǎn)化電子排布式。②表示方法：如氮、鈉、鈣的簡(jiǎn)化電子排布式分別為[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。(6)價(jià)層電子排布式①價(jià)電子層的定義：為突出化合價(jià)與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱(chēng)為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層)。②價(jià)電子的位置：對(duì)于主族元素和零族元素來(lái)說(shuō)，價(jià)電子就是最外層電子。表示方法：nsx或nsxnpy對(duì)于副族和第VIII族元素來(lái)說(shuō)，價(jià)電子除最外層電子外，還可能包括次外層電子。表示方法：(n-1)dxnsy或ndx(鈀4d10)或(n-2)fx(n-1)dynsz或(n-2)fxnsy③舉例：元素周期表中給出了元素的價(jià)層電子排布式。如Cl的價(jià)層電子排布式為3s23p5，Cr的價(jià)層電子排布式為3d54s1。二．電子云與原子軌道1.電子云(1)概率密度：用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率，V表示該處的體積，則稱(chēng)為概率密度，用ρ表示。(2)電子云：由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱(chēng)作電子云。換句話(huà)說(shuō)，電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。注：①電子云圖表示電子在核外空間出現(xiàn)概率的相對(duì)大小。電子云圖中小點(diǎn)越密，表示電子出現(xiàn)的概率越大。②電子云圖中的小點(diǎn)并不代表電子，小點(diǎn)的數(shù)目也不代表電子實(shí)際出現(xiàn)的次數(shù)。③電子云圖很難繪制，使用不方便，故常使用電子云輪廓圖。(3)電子云輪廓圖：①繪制電子云輪廓圖的目的：表示電子云輪廓的形狀，對(duì)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述。例如，繪制電子云輪廓圖時(shí)，把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來(lái)②s電子、p電子的電子云輪廓圖s電子的電子云輪廓圖：所有原子的任一能層的s電子的電子云輪廓圖都是球形，只是球的半徑不同。同一原子的能層越高，s電子云的半徑越大，如下圖所示。這是由于1s、2s、3s……電子的能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展。圖：同一原子的s電子的電子云輪廓圖p電子的電子云輪廓圖：p電子云輪廓圖是啞鈴狀的。每個(gè)p能級(jí)都有3個(gè)相互垂直的電子云，分別稱(chēng)為px、py，和pz，右下標(biāo)x、y、z分別是p電子云在直角坐標(biāo)系里的取向，如圖所示。p電子云輪廓圖的平均半徑隨能層序數(shù)的增大而增大。圖：px、py、pz的電子云輪廓圖2.原子軌道(1)定義：電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道。(2)形狀①s電子的原子軌道呈球形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。②p電子的原子軌道呈啞鈴形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(3)原子軌道eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(軌道形狀\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s電子的原子軌道呈球形對(duì)稱(chēng),p電子的原子軌道呈啞鈴形)),各能級(jí)上的原子軌道數(shù)目\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s能級(jí)1個(gè),p能級(jí)3個(gè),d能級(jí)5個(gè),f能級(jí)7個(gè),……)),能量關(guān)系\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①相同能層上原子軌道能量的高低：,ns＜np＜nd＜nf,②形狀相同的原子軌道能量的高低：,1s＜2s＜3s＜4s……,③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原,子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的,能量相等))))(4)各能級(jí)所含原子軌道的數(shù)目能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目1357正誤判斷1．基態(tài)鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6。(×)2．基態(tài)原子電子能量的高低順序?yàn)镋(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)。(×)3．電子進(jìn)入原子軌道的順序和電子排布式的書(shū)寫(xiě)順序一致。(×)4．同一個(gè)原子軌道上的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同。(×)5．任何能層均含有s能級(jí)，但不是均含有s、p、d、f能級(jí)。(√)6．1s的電子云圖中一個(gè)小點(diǎn)表示一個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子。(×)7．p能級(jí)的能量一定比s能級(jí)的能量高。(×)8．2px、2py、2pz的能量相等。(√)9．所有原子的電子云均為球形。(×)課時(shí)3泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1.電子自旋（1）定義：電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋。電子自旋可以比喻成地球的自轉(zhuǎn)。（2）兩種取向及表示方法：電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向。常用方向相反的箭頭“↑”和“↓”表示自旋狀態(tài)相反的電子。注：①自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。②能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，電子能量與能層、能級(jí)有關(guān)，電子運(yùn)動(dòng)的空間范圍與原子軌道有關(guān)。③一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的2個(gè)電子。2、泡利原理每個(gè)原子軌道里最多只能容納__2__個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。3，電子排布的軌道表示式(1)含義：軌道表示式(又稱(chēng)電子排布圖)是表述電子排布的一種圖式。舉例：如氫和氧的基態(tài)原子的軌道表示式：(2)書(shū)寫(xiě)要求：①在軌道表示式中，用方框(也可用圓圈)表示原子軌道，1個(gè)方框代表1個(gè)原子軌道，通常在方框的下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。②不同能層及能級(jí)的原子軌道的方框必須分開(kāi)表示，能量相同（同一能層相同能級(jí)）的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的方框相連。③箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，“↑↓”稱(chēng)電子對(duì)，“↑”或“↓”稱(chēng)單電子(或稱(chēng)未成對(duì)電子);箭頭同向的單電子稱(chēng)自旋平行，如基態(tài)氧原子有2個(gè)自旋平行的2p電子。④軌道表示式的排列順序與電子排布式順序一致，即按能層順序排列。有時(shí)畫(huà)出的能級(jí)上下錯(cuò)落，以表達(dá)能量高低不同。⑤軌道表示式中能級(jí)符號(hào)右上方不能標(biāo)記電子數(shù)。(3)書(shū)寫(xiě)方法：以Si原子為例，說(shuō)明軌道表示式中各部分的含義：4.洪特規(guī)則(1)內(nèi)容：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。注：①洪特規(guī)則只針對(duì)電子填入簡(jiǎn)并軌道而言，并不適用于電子填入能量不同的軌道。②當(dāng)電子填入簡(jiǎn)并軌道時(shí)，先以自旋平行依次分占不同軌道，剩余的電子再以自旋相反依次填入各軌道。(2)特例：當(dāng)同一能級(jí)上的電子排布為全充滿(mǎn)(p6、d10、f14)、半充滿(mǎn)(p3、d5、f7)和全空狀態(tài)(p0、d0、f0)時(shí)，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。舉例：如基態(tài)24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，易錯(cuò)寫(xiě)為1s22s22p63s23p63d44s2；基態(tài)29Cu的電子排布式為[Ar]3d104s1，易錯(cuò)寫(xiě)為[Ar]3d94s2。5.能量最低原理(1)內(nèi)容：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低，這就是能量最低原理。(2)說(shuō)明：①基態(tài)原子的能量最低，故基態(tài)原子的電子排布是能量最低的原子軌道組合。②整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定，相鄰能級(jí)能量相差很大時(shí)，電子填入能量低的能級(jí)即可使整個(gè)原子能量最低(如所有主族元素的基態(tài)原子);而當(dāng)相鄰能級(jí)能量相差不太大時(shí)，有1~2個(gè)電子占據(jù)能量稍高的能級(jí)可能反而降低了電子排斥能而使整個(gè)原子能量最低(如所有副族元素的基態(tài)原子)。③基態(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。正誤判斷1．當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，電子總是先占滿(mǎn)1個(gè)軌道，然后再占據(jù)其他原子軌道。(×)2．eq\o\al(12,6)C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則。(√)3．違背了泡利原理。(×)4．Al原子核外有1個(gè)未成對(duì)電子。(√)5．每個(gè)電子層上最多容納2n2個(gè)電子是由泡利不相容原理決定的。(√)一、能層與能級(jí)的有關(guān)規(guī)律（1）能級(jí)的個(gè)數(shù)=所在能層的能層序數(shù)。（2）能級(jí)的字母代號(hào)總是以s、p、d、f排序，字母前的數(shù)字是它們所處的能層序數(shù)，它們可容納的最多電子數(shù)依次為自然數(shù)中的奇數(shù)序列1，3，5，7…的2倍。即s級(jí)最多容納2個(gè)電子，p級(jí)最多容納6個(gè)電子，d級(jí)最多容納10個(gè)電子，f級(jí)最多容納14個(gè)電子。（3）英文字母相同的不同能級(jí)中所能容納的最多電子數(shù)相同。例如，1s、2s、3s、4s…能級(jí)最多都只能容納2個(gè)電子。（4）每一能層最多容納電子數(shù)為2n2（n為能層序數(shù)）。（5）f能級(jí)的最小能層為4，d能級(jí)的最小能層為3。（6）能級(jí)能量大小的比較：先看能層，一般情況下，能層序數(shù)越大，能量越高；再看同一能層各能級(jí)的能量順序?yàn)椋篍(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……。（7）不同能層中同一能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越高。例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)。（8）不同原子同一能層，同一能級(jí)的能量大小不同。例如：Ar的1s能級(jí)的能量≠S的1s能級(jí)的能量。二、核外電子排布常見(jiàn)錯(cuò)誤(1)在寫(xiě)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失電子時(shí)，先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。(3)注意比較原子核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式、原子外圍電子或價(jià)電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡(jiǎn)化電子排布式：[Ar]3d104s1；外圍電子或價(jià)電子排布式：3d104s1。三、原子核外電子排布的幾種表示電子排布式含義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式意義能直觀反映出核外的電子層、能級(jí)及各能級(jí)上的電子數(shù)實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡(jiǎn)化電子排布式含義為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示意義避免書(shū)寫(xiě)電子排布式過(guò)于繁瑣實(shí)例K：[Ar]4s1軌道表示式含義每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子意義能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)實(shí)例Al：考點(diǎn)剖析考點(diǎn)一：能層與能級(jí)1．下列能級(jí)符號(hào)正確的是①1s

②2d

③3f

④4pA．①④ B．②③ C．③④ D．①②【答案】A【解析】①s亞層在每一層上都有，因此存在1s能級(jí)，故①正確；②d亞層至少在第三層及以上，第二能層只有2s、2p能級(jí)，故②錯(cuò)誤；③f亞層至少在第四層及以上，第三能層只有3s、3p、3d能級(jí)，故③錯(cuò)誤；④p亞層至少在第二層及以上，因此存在4p能級(jí)，故④正確；故選：A。2．下列原子軌道中能量最高的是A．4d B．2s C．4p D．5s【答案】A【解析】具體的能級(jí)能量高低排列順序是：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d，是由于電子屏蔽效應(yīng)出現(xiàn)的能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象導(dǎo)致能量是5s＜4d，所以原子軌道中能量最高的是4d，故選A選項(xiàng)。3．下列有關(guān)認(rèn)識(shí)中正確的是A．在同一能層不同能級(jí)上的電子，其能量肯定不同B．各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束C．各能層含有的能級(jí)數(shù)為D．各能層含有的電子數(shù)為【答案】A【解析】A．在多電子原子中，同一能層不同能級(jí)上的電子具有的能量不同，A正確；B．各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始，但不都是至f能級(jí)結(jié)束，如L能層只有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，M能層只有3s、3p、3d三個(gè)能級(jí)，B錯(cuò)誤；C．各能層含有的能級(jí)數(shù)與能層序數(shù)相同，C錯(cuò)誤；D．各能層最多容納電子數(shù)為，D錯(cuò)誤；故選A?？键c(diǎn)二：基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜4．下列有關(guān)光譜的說(shuō)法中不正確的是A．原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)發(fā)生能量的變化，能量的表現(xiàn)形式之一是光(輻射)，這也是原子光譜產(chǎn)生的原因B．霓虹燈光、激光、焰火都與電子躍遷釋放能量有關(guān)C．通過(guò)原子光譜可以發(fā)現(xiàn)新的元素，也可以鑒定某些元素D．電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，可通過(guò)光譜儀直接攝取原子的發(fā)射光譜【答案】D【解析】A．原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)發(fā)生能量的變化，能量的表現(xiàn)形式以光的形式體現(xiàn)，電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷形成吸收光譜，電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷形成發(fā)射光譜，故A正確；B．在日常生活中我們看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)，故B正確；C．原子光譜用于測(cè)定原子種類(lèi)，歷史上很多種元素是通過(guò)原子光譜發(fā)現(xiàn)的，故C正確；D．電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，形成吸收光譜，故D錯(cuò)誤；選D。5．以下現(xiàn)象與核外電子躍遷有關(guān)的是①棱鏡分光

②石油蒸餾

③凸透鏡聚光

④日光燈通電發(fā)光

⑤冷卻結(jié)晶A．③④ B．①②③⑤ C．④ D．①②③④【答案】C【解析】①棱鏡分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故①不符題意；②石油蒸餾是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同加以分離，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故②不符題意；③凸透鏡聚光是由光的折射形成的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故③不符題意；④日光燈通電發(fā)光，是因?yàn)殡娮影l(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)將多余的能量以光的形式放出，與電子躍遷有關(guān)，故④符合題意；⑤冷卻結(jié)晶，是由于溫度降低，溶液的溶解度減小析出溶質(zhì)，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故⑤不符題意；④符合題意；答案選C?？键c(diǎn)三：構(gòu)造原理與電子排布式6．（2022·吉林油田第十一中學(xué)高二期末）表示一個(gè)原子在M能層上有10個(gè)電子，可以寫(xiě)成A．3p6 B．3d10 C．3s23p63d2 D．3s23p64s2【答案】C【解析】M層為第三能層，根據(jù)構(gòu)造原理，電子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能級(jí)，故第三能層有10個(gè)電子的電子排布式為3s23p63d2，故答案選C。7．（2022·陜西西安·高二期末）下列說(shuō)法不正確的是A．原子核外電子排布，先排滿(mǎn)層再排層、先排滿(mǎn)層再排層B．從空間角度看，2s軌道比1s軌道大，其空間包含了1s軌道C．2p、3p、4p的軌道形狀均為啞鈴形D．各能層含有的原子軌道數(shù)為(n為能層序數(shù))【答案】A【解析】A．原子核外電子排布，先排滿(mǎn)層再排層、先排層再排層，但不一定要排滿(mǎn)層再排層，如Ca原子的核外電子排布為2、8、8、2，M層未排滿(mǎn)，故A錯(cuò)誤；B．s軌道都是球形，2s軌道半徑大于1s軌道半徑，其空間包含了1s軌道，比1s軌道大，故B正確；C．p軌道無(wú)論哪一能層均為啞鈴形，故C正確；D．每個(gè)能層容納的最大電子數(shù)為2n2，每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，則各能層含有的原子軌道數(shù)為，故D正確；答案選A。8．下列電子排布中，原子處于激發(fā)狀態(tài)的是A．B．C．D．【答案】D【解析】．電子排布式符合能量最低原理，所以原子為基態(tài)，故不選；B．符合能量最低原理，所以為基態(tài)，故不選；C．符合能量最低原理，所以為基態(tài)，故C不選；D．為激發(fā)態(tài)，根據(jù)能量最低原理知，其基態(tài)應(yīng)為，故選；故選?？键c(diǎn)四：電子云與原子軌道9．（2022·天津東麗·高二期末）圖A和圖B分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．圖A中的每個(gè)小黑點(diǎn)表示1個(gè)電子B．圖B表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C．圖A中的小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少D．圖B表明1s電子云輪廓圖呈圓形，有無(wú)數(shù)對(duì)稱(chēng)軸【答案】C【解析】A．圖A中小黑點(diǎn)表示電子出現(xiàn)的幾率，小黑點(diǎn)越密集表示電子出現(xiàn)的概率越大，A錯(cuò)誤；B．圖B是電子云輪廓圖，取電子云的90%的部分即出現(xiàn)概率比較大的部分，界面外出現(xiàn)電子的概率為10%，即1s電子可能出現(xiàn)在球體外，B錯(cuò)誤；C．圖A中小黑點(diǎn)表示電子出現(xiàn)的幾率，電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少，C正確；D．1s軌道呈空間上的球形，而非圓形，D錯(cuò)誤；故選C。10．下列關(guān)于一定原子軌道上運(yùn)動(dòng)的電子的判斷正確的是A．一個(gè)原子軌道上只有一個(gè)電子B．處在同一原子軌道上的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同C．處在同一能級(jí)中的電子(基態(tài))能量一定相同D．處于同一能層上的電子(基態(tài))能量一定不同【答案】C【解析】A．一個(gè)原子軌道上可以容納兩個(gè)電子，并且自旋方向相反，A不正確；B．處在同一原子軌道上的電子，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不完全相同，若處于同一能級(jí)的不同軌道上，自旋狀態(tài)可以相同，若處于同一軌道上，自旋方向必須相反，B不正確；C．處在同一能級(jí)中的電子(基態(tài))，不管是處于不同軌道還是同一軌道，電子的能量都相同，C正確；D．處于同一能層上的電子(基態(tài))，若在同一能級(jí)中，電子的能量相同，D不正確；故選C。11．（2022·北京鐵路二中高二期中）如圖是s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道圖，下列說(shuō)法正確的是A．每個(gè)p能級(jí)都有3個(gè)原子軌道B．s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道形狀相同C．鈉原子的電子在11個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)D．s能級(jí)的原子軌道半徑與能層序數(shù)無(wú)關(guān)【答案】A【解析】A．每個(gè)p能級(jí)都有相互垂直的px、py、pz3個(gè)原子軌道，A正確；B．s能級(jí)的原子軌道形狀為球形，而p能級(jí)的原子軌道形狀為啞鈴形，則不相同，B錯(cuò)誤；C．已知Na是11號(hào)元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為：1s22s22p63s1，故鈉原子的電子在1s、2s、2p、3s等6個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．s能級(jí)的原子軌道半徑隨著能層序數(shù)的遞增而增大，形狀保持不變，D錯(cuò)誤；故答案為：A?？键c(diǎn)五：泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理12．（2022·浙江舟山·高二期末）下列離子中外層d軌道達(dá)半充滿(mǎn)狀態(tài)的是A． B． C． D．【答案】A【分析】d能級(jí)上有5個(gè)軌道，最多容納10個(gè)電子，半充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí)，d能級(jí)上有5個(gè)電子；【解析】A．Fe3+的電子排布式為[Ar]3d5，符合半滿(mǎn)，選項(xiàng)A符合題意；B．K+的電子排布式為1s22s22p63s23p6，d軌道全空，選項(xiàng)在B不符合題意；C．Cu+的電子排布式為[Ar]3d10，全滿(mǎn)，選項(xiàng)C不符合題意；D．的電子排布式為[Ar]4s24p6，d軌道全空，選項(xiàng)D不符合題意；答案選A。13．（2022·廣東廣州·高二期末）下列軌道表示式能表示基態(tài)氮原子最外層結(jié)構(gòu)的是A． B．C． D．【答案】C【解析】根據(jù)洪特規(guī)則，知能量相同的軌道中電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道，且自旋方向相同，原子的能量最低，基態(tài)氮原子最外層結(jié)構(gòu)是：，故選C。14．下列幾種表示電子排布的方法中正確的是A．32Ge基態(tài)原子核外電子排布式：4s24p2B．28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1C．O原子的電子排布圖：D．29Cu+的價(jià)層電子排布式：3d94s1【答案】C【解析】A．32Ge基態(tài)原子核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2，故A錯(cuò)誤；B．28Ni原子的電子排布式：1s22s22p63s23p63d84s2，故B錯(cuò)誤；C．O原子的電子排布圖：，故C正確；D．29Cu+的價(jià)層電子排布式：3d10，故D錯(cuò)誤；故答案選C。15．下列對(duì)電子排布式或電子排布圖書(shū)寫(xiě)的評(píng)價(jià)正確的是選項(xiàng)化學(xué)用語(yǔ)評(píng)價(jià)AO原子：錯(cuò)誤；違反泡利不相容原理BN原子：錯(cuò)誤；違反洪特規(guī)則C原子：錯(cuò)誤；違反能量最低原理D正確【答案】C【解析】A．電子應(yīng)先充滿(mǎn)同能級(jí)的軌道，違反了洪特規(guī)則，不符合題意，A錯(cuò)誤；B．相同軌道中的兩個(gè)電子運(yùn)動(dòng)方向相反，違反了泡利不相容原理，不符合題意，B錯(cuò)誤；C．Ca原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s2，違反能量最低原理，符合題意，C正確；D．Fe3+的電子排布式，錯(cuò)誤，評(píng)價(jià)錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；答案為C。過(guò)關(guān)檢測(cè)1．人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的、不斷深化的過(guò)程。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．1803年，英國(guó)化學(xué)家道爾頓提出了原子論，他認(rèn)為原子是不可被分割的B．1904年，湯姆孫提出了原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”模型C．1911年，盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的核式模型D．1913年，波爾根據(jù)原子光譜實(shí)驗(yàn)建立了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型，他認(rèn)為在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的電子具有相同的能量，能量值是連續(xù)的【答案】D【解析】A．1803年，英國(guó)化學(xué)家道爾頓提出了原子論，他認(rèn)為物質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的，原子是一個(gè)不可再分割的實(shí)心球體，故A正確；B．1904年，湯姆孫在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上提出了原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”模型，開(kāi)始涉及原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故B正確；C．1911年，盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的核式模型，原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的，故C正確；D．1913年，波爾根據(jù)原子光譜實(shí)驗(yàn)建立了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型，他認(rèn)為在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的電子具有不同的能量，能量值是不連續(xù)的，故D錯(cuò)誤；故選D。2．在M能層中，能級(jí)數(shù)目為A．1 B．3 C．9 D．18【答案】B【解析】M能層是第三能層，含有3個(gè)能級(jí)，分別是3s、3p、3d，答案選B。3．（2022·云南省通?？h第三中學(xué)高二期末）下列給出的基態(tài)原子的電子排布式，其中正確的是A．11Na：1s22s22p7 B．47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5【答案】D【解析】A．由泡利不相容原理可知，基態(tài)鈉原子的電子排布式為1s22s22p63s1，故A錯(cuò)誤；B．由洪特規(guī)則特例可知，基態(tài)銀原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B錯(cuò)誤；C．由能量最低原理可知，基態(tài)鈣原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，故C錯(cuò)誤；D．由核外電子排布規(guī)律可知，基態(tài)溴原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p5，故D正確；故選D。4．第四周期某元素基態(tài)原子4s軌道上有2個(gè)電子，則該基態(tài)原子價(jià)層電子排布不可能是A． B． C． D．【答案】C【解析】A．若價(jià)層電子排布為，為20號(hào)元素，電子排布式為，A正確；B．若價(jià)層電子排布為，為25號(hào)元素，電子排布式為，B正確；C．價(jià)層電子排布為，為29號(hào)元素，電子排布式為，3d軌道上電子處于全滿(mǎn)狀態(tài)，整個(gè)體系能量最低，C錯(cuò)誤；D．若價(jià)層電子排布為，為35號(hào)元素，電子排布式為，D正確；故選C。5．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說(shuō)法正確的是A．s、p、d能級(jí)所含原子軌道數(shù)分別為1，3，5B．s能級(jí)的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)C．p能級(jí)的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，p能級(jí)原子軌道數(shù)也增多D．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周?chē)史Q(chēng)電子云【答案】A【解析】A．s、p、d能級(jí)所含原子軌道數(shù)分別為1，3，5，故A正確；B．s能級(jí)的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子不只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)，還在球殼外運(yùn)動(dòng)，只是在球殼外運(yùn)動(dòng)概率較小，故B錯(cuò)誤；C．p能級(jí)的原子軌道呈紡錘形，p能級(jí)原子軌道數(shù)為3，與電子層數(shù)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．電子云表示電子出現(xiàn)的幾率，即表示電子在核外單位體積的空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多少，故D錯(cuò)誤；選A。6．下列現(xiàn)象與電子的躍遷沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)的是A．氫原子發(fā)光B．霓虹燈發(fā)光C．燃放煙花D．鈉與水劇烈反應(yīng)【答案】D【解析】電子由能量較高的能級(jí)躍遷到能量較低能級(jí)時(shí)，以光的形式釋放能量，氫原子發(fā)光、霓虹燈發(fā)光、燃放煙花等現(xiàn)象都是電子發(fā)生躍遷釋放能量形成的，鈉與水反應(yīng)與電子的躍遷沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)，故選D；答案選D。7．（2022·遼寧·營(yíng)口市第二高級(jí)中學(xué)高二期末）下列有關(guān)原子核外電子排布的說(shuō)法，正確的是A．電子排布為[Ar]3d44s2的中性原子是基態(tài)原子B．1s22s12p2p2p違背了洪特規(guī)則，是激發(fā)態(tài)原子的電子排布C．不符合泡利原理，是不存在的排布D．若某核素核外共有15個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則其基態(tài)原子中能量最高的電子的電子云的形狀為花瓣形【答案】C【解析】該元素原子序數(shù)為24，當(dāng)3d軌道半充滿(mǎn)穩(wěn)定，所以電子排布式應(yīng)該為[Ar]3d54s1，A錯(cuò)誤；B．1s22s12p2p2p符合能量最低原理，是基態(tài)原子的電子排布，B錯(cuò)誤；C．2s電子應(yīng)該應(yīng)該自旋相反，不符合泡利原理，是不存在的排布，C正確；D．某核素核外共有15個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則該原子為P，電子排布式為1s22s22p63s23p3，電子云的形狀為啞鈴形，D錯(cuò)誤；故答案選C。8．（2022·寧夏·青銅峽市寧朔中學(xué)高二期末）下列關(guān)于價(jià)電子排布為3s23p4的原子描述正確的是A．它的元素符號(hào)為OB．它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4C．可以與H2化合生成液態(tài)化合物D．其軌道表示式為【答案】B【分析】?jī)r(jià)電子排布為3s23p4的原子，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，其核電荷數(shù)為16，為S元素，據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．O為8號(hào)元素，氧原子的價(jià)電子排布為2s22p4，故A錯(cuò)誤；B．S是16號(hào)元素，原子核外有16個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，S的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，故B正確；C．一定條件下，S與H2化合生成H2S，常溫下為氣體，故C錯(cuò)誤；D．S原子核外電子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則，其軌道表示式為，故D錯(cuò)誤；答案選B。9．下列表示不正確的是A．Cu的簡(jiǎn)化電子排布式：B．軌道電子云輪廓圖為：C．核外電子按能量分為不同的能層：如1s、2s、2p、3d等D．氧的基態(tài)原子的軌道表示式：【答案】C【解析】A．Cu是29號(hào)元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，其簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d104s1，故A正確；B．p軌道是啞鈴型，在X軸方向上，所以其電子云輪廓圖是正確的，故B正確；C．能層可表示為K、L、M、N等，能級(jí)才用s、p、d等來(lái)表示，故C錯(cuò)誤；D．氧是8號(hào)元素，電子排布式是1s22s22p4，根據(jù)電子在能級(jí)上的排布規(guī)則可知，其基態(tài)原子的軌道表示式是正確的，故D正確；故本題選C．10．根據(jù)原子核外電子排布規(guī)則，回答下列問(wèn)題：(1)基態(tài)N原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是____________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)___________。(2)寫(xiě)出基態(tài)24Cr原子的價(jià)電子排布式：____________；(3)寫(xiě)出基態(tài)N的原子核外電子排布圖：____________；(4)若將基態(tài)14Si的電子排布式寫(xiě)成1s22s22p63s33