1.1.2 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道（备作业）(解析版)-【上好化学课】2020-2021学年高二选择性必修2同步备课系列（人教版2019）.docx

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 2 2 6 2 6 5 11s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 属于激发态 D． 2Fe  的电子排布式为 2 21s 2s 6 22p 3s 6 63p 3d 【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 2 2 6 2 6 5 11s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 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 2 2 6 2 6 6 21s 2s 2p 3s 3p 3d 2s ，失去 2 个电子 形成 2Fe  ，则 2Fe  的电子排布式为 2 2 6 2 6 61s 2s 2p 3s 3p 3d ，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 1 5 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 1 5 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。