4、A．原子核外電子的每一個電子層最多可容納的電子數(shù)為n2
B．電子層的能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該電子層序數(shù)
C．同是s能級，在不同的電子層中所能容納的最多電子數(shù)是不相同的
D．1個原子軌道里最多只能容納2個電子，但自旋方向相同
答案 B
解析 A項中每一個電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2；C項中不同電子層中的s能級容納的最多電子數(shù)都是2個；D項中1個原子軌道里容納的2個電子的自旋方向應相反。
易錯警示
(1)無論哪一電子層，s、p、d、f能級最多容納的電子數(shù)分別為1、3、5、7的2倍。(2)同一原子軌道最多容納2個電子，而且運動狀態(tài)不同，同一原子中，不可能有運動狀態(tài)完全
5、相同的兩個電子，核外有多少個電子，就有多少種運動狀態(tài)。
例2 (2018·邢臺市月考)下列能級符號表示錯誤的是( )
A．2p B．3f C．4s D．5d
答案 B
解析 每一能層的能級數(shù)與能層序數(shù)相等，且具有的能級依次為s、p、d、f……，M能層只有3s、3p、3d能級，沒有3f能級。
二、電子云與原子軌道的圖形描述
1．原子核外電子的運動特點
(1)電子的質(zhì)量很小(9.109 5×10－31 kg)，帶負電荷。
(2)相對于原子和電子的體積而言，電子運動的空間很大。
(3)電子運動的速度很快，接近光速(3.0×108 m·s－1)。
2．電子云
(1)電
6、子云：是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。
(2)電子云輪廓圖的形狀：s能級的電子云輪廓圖是球形，p能級的電子云輪廓圖是啞鈴形。
3．幾種原子軌道的圖形描述
(1)s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。
(2)p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)同理，d原子軌道、f原子軌道等也都有相應的圖像。
(1)電子云圖
①電子云圖中的小點不代表電子。小點疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。
②離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，電子云越密集。如1s電子云比2s電子云更密集，2s電子云比1s電
7、子云疏散。
③s能級的電子云為球形，只有一種空間伸展方向。p能級的電子云為啞鈴形，有三種空間伸展方向。
(2)原子軌道
①同一電子層，不同能級其原子軌道形狀不同，數(shù)目不同，能量不同。
②不同電子層，同種能級其原子軌道形狀相似，半徑不同，能量不同。
③s能級只有1個原子軌道，p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。
例3 (2017·資陽高二檢測)下列關于電子云的說法中，正確的是( )
A．電子云表示電子在原子核外運動的軌跡
B．電子云表示電子在核外單位體積的空間出現(xiàn)的概率大小
C．電子云界面圖中的小黑點越密表示該核外空間的電子越多
D．鈉原子的1s
8、、2s、3s電子云半徑相同
答案 B
解析 電子云表示電子在核外單位體積的空間出現(xiàn)的概率大小，不是表示電子運動的軌跡，A錯誤，B正確；電子云界面圖中的小黑點越密表示電子在核外空間出現(xiàn)的機會越多，C錯誤；鈉原子的1s、2s、3s電子云半徑逐漸增大，D錯誤。
例4 下列說法正確的是( )
A．因為p軌道是“8”字形，所以p電子是“8”字形
B．能層數(shù)為3時，有3s、3p、3d 9個軌道
C．氫原子中只有1個電子，故氫原子核外只有1個軌道
D．電子云圖即是電子云輪廓圖，都是用來形象描述電子運動狀態(tài)的
答案 B
解析 p軌道呈啞鈴形，是指電子出現(xiàn)概率高的區(qū)域，而不是電子的形狀，A項
9、錯誤；能層數(shù)為3時，有3s、3p、3d 3個能級，共有9個軌道，B項正確；氫原子中確實只有1個電子，但軌道是人為規(guī)定的，可以是空軌道，故C項錯誤。
易錯提醒
電子云圖與電子云輪廓圖不是同一個概念，電子云輪廓圖實際上是電子云圖的大部分區(qū)域；電子云輪廓圖就是我們通常所說的原子軌道圖。
1．下列各電子層中不包含p能級的是( )
A．M電子層 B．N電子層
C．L電子層 D．K電子層
答案 D
解析 K電子層只包括s能級，L電子層包括s、p能級，M電子層包括s、p、d能級，N電子層包括s、p、d、f能級。
2．下列各能級的原子軌道中，可容納電子數(shù)最多的是( )
10、
A．5d B．6p
C．4f D．7s
答案 C
解析 能級中所含原子軌道的數(shù)目取決于能級種類，與電子層序數(shù)無關，s、p、d、f能級分別含有1、3、5、7個原子軌道，每個原子軌道最多容納2個電子，所以4f軌道容納電子數(shù)最多。
3．下列有關說法中正確的是( )
A．一般而言，n越大，電子離核平均距離越遠，能量越低
B．第n電子層中含有n個能級
C．同一能級的不同原子軌道的能量是不同的
D．處于同一原子軌道上的電子自旋運動狀態(tài)可能相同，也可能不同
答案 B
解析 多電子原子中，電子層序數(shù)n越大，電子離核越遠，能量越高；同一能級的不同原子軌道空間伸展方向不同，其能量相
11、同；同一原子軌道上的電子其自旋方向一定不同，A、C、D項錯誤。
4．對于鈉原子的第二電子層的p軌道2px、2py、2pz間的差異，下列說法中正確的是( )
A．電子云形狀不同
B．原子軌道的對稱類型不同
C．電子的能量不同
D．電子云空間伸展方向不同
答案 D
解析 2px、2py、2pz所表示的是同一能級中的三個不同的原子軌道，其能量相同；2px、2py、2pz的電子云，原子軌道都是啞鈴形的，都是軸對稱圖形；在空間伸展方向上不同，D項正確。
5．觀察2pz軌道電子云示意圖(如圖所示)，下列說法中錯誤的是( )
A．2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈z軸對稱
12、B．點密集的地方表明電子出現(xiàn)的概率大
C．電子先沿z軸正半軸運動，然后在負半軸運動
D．2pz軌道的形狀為兩個橢圓球
答案 C
解析 觀察2pz軌道電子云示意圖發(fā)現(xiàn)，處于2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布相對于z軸對稱，電子主要在xy平面的上、下方出現(xiàn)，A正確；電子云中的小黑點疏密程度代表電子出現(xiàn)概率的大小，所以點密集的地方表明電子出現(xiàn)的機率大，B正確；在圖中，電子在空間出現(xiàn)的概率分布關于z軸對稱，電子云并不是電子的真實運動軌跡，C錯誤；2pz軌道電子云形狀為兩個橢圓球，而不是面，D正確。
6．回答下列問題：
(1)n＝2的電子層有________個能級，________種形狀
13、不同的電子云，有________個原子軌道，最多容納________個電子。
(2)用相應的符號描述主量子數(shù)n＝2的所有的原子軌道________________________。
(3)處于一定空間狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象地描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________個運動狀態(tài)不同的電子。
(4)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高電子層符號為________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖的形狀為____________。
答案 (1)2 2 4 8 (2)2s、2px、2py、2pz (3)電子云 6 (4)N 球形
解析 (1)第2電子層
14、有2s、2p兩個能級，有s、p 2種形狀不同的電子云，有2s、2px、2py、2pz 4個原子軌道，每個軌道最多容納2個電子，所以n＝2的電子層最多容納8個電子。(2)n＝2的原子軌道為2s、2px、2py、2pz。 (3)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖像一團云霧，因而形象地稱為電子云，用于描述電子的概率密度分布。原子中單個電子的空間運動狀態(tài)可以用原子軌道來描述，并具有兩種自旋狀態(tài)中的一種，因此多電子原子中，不同電子的運動狀態(tài)不同，故14C原子核外有6個運動狀態(tài)不同的電子。(4)K原子核外有四個電子層，N層上只有一個電子，占據(jù)4s軌道，電子云輪廓圖為球形。
[對點訓練]
題組1 電
15、子層、能級與原子軌道
1．下列電子層中，原子軌道的數(shù)目為4的是( )
A．K層 B．L層 C．M層 D．N層
答案 B
解析 s、p、d、f能級中的軌道數(shù)目分別為1、3、5、7。每個電子層中含有不同的能級，K層有1個s能級，原子軌道數(shù)目為1。L層中含有1個s能級和1個p能級，原子軌道數(shù)目為4。M層含有1個s能級、1個p能級和1個d能級，原子軌道數(shù)目為9。N層含有1個s能級、1個p能級、1個d能級和1個f能級，原子軌道數(shù)目為16。
2．下列能級符號不正確的是( )
A．5s B．2d C．4f D．6p
答案 B
解析 每一電子層的能級數(shù)與電子層序數(shù)相同，且具有的
16、能級依次為s、p、d、f…，故L電子層只有2s、2p能級，沒有2d能級。
3．主量子數(shù)為n＝3時，電子的空間運動狀態(tài)有( )
A．4種 B．7種 C．8種 D．9種
答案 D
解析 電子的空間運動狀態(tài)即原子軌道，主量子數(shù)n＝3的原子軌道有3s(1個原子軌道)、3p(3個伸展方向，即3個原子軌道)、3d(5個伸展方向，即5個原子軌道)共有9個原子軌道。
4．下列有關核外電子運動狀態(tài)的說法正確的是( )
A．電子自旋就是電子圍繞軸“自轉(zhuǎn)”
B．原子軌道可用來描述核外電子的運動狀態(tài)
C．第二電子層有自旋相反的兩個軌道
D．原子軌道可用來描述核外電子的運動軌跡
答案 B
17、
解析 電子的自旋表示處于同一原子軌道上電子的量子化運動，自旋不是“自轉(zhuǎn)”；原子軌道可用來描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài)，它只能描述核外電子高頻出現(xiàn)的“區(qū)域”，而不是核外電子運動的軌跡；第二電子層有四個軌道，分別為2s、2px、2py、2pz。綜上所述，B項正確。
5．第N能層所含能級數(shù)、原子軌道數(shù)和最多容納電子數(shù)分別為( )
A．3、9、18 B．4、12、24
C．5、16、32 D．4、16、32
答案 D
解析 每一能層包含的能級數(shù)目等于該能層的序數(shù)，故第三能層包含s、p、d三個能級，每一能級所能容納的最多電子數(shù)是其原子軌道數(shù)目的2倍，以s、p、d、f……排序的各
18、能級可以容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的2倍，英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù)相同。第N能層含有4個能級，16個原子軌道，容納的最多電子數(shù)為32個。
6．下列有關電子層和能級的敘述中正確的是( )
A．M電子層有s、p共2個能級，最多能容納8個電子
B．3d能級最多容納5個電子，3f能級最多容納7個電子
C．無論哪一電子層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2
D．任一電子層都有s、p能級，但不一定有d能級
答案 C
解析 A項，M電子層有s、p、d共3個能級，最多容納18個電子；B項，3d能級最多容納10個電子，從N電子層開始有f能級，最多容納14個電子，不存在
19、3f能級；C項，每個電子層都從s能級開始，且s能級最多容納2個電子；D項，K電子層只有s能級，不含有p能級。
題組2 原子軌道的圖形描述及電子云
7．下列有關電子云的敘述中，正確的是( )
A．電子云形象地表示了電子在核外某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率
B．電子云直觀地表示了核外電子的數(shù)目
C．1s電子云界面圖是一個球面，表示在這個球面以外，電子出現(xiàn)的概率為零
D．電子云是電子繞核運動形成的一團帶負電荷的云霧
答案 A
解析 為了形象地表示電子在原子核外空間的分布狀況，人們常用小點的疏密程度來表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大??；點密集的地方，表示電子出現(xiàn)的概率大；點稀疏的地方，表示電
20、子出現(xiàn)的概率小，這就是電子云。1s電子云界面以外，電子出現(xiàn)的概率不為零，只是出現(xiàn)的概率很小。
8．(2018·邢臺市月考)圖1和圖2 分別是1s電子的概率密度分布圖和原子軌道圖。下列有關說法正確的是( )
A．圖1中的每個小黑點表示1個電子
B．圖2 表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)
C．圖2表明1s軌道呈球形，有無數(shù)對稱軸
D．圖1中的小黑點表示電子在核外所處的位置
答案 C
解析 電子云就是用小黑點疏密來表示空間各電子出現(xiàn)概率大小的一種圖形，小黑點表示空間各電子出現(xiàn)的幾率， A、D錯誤；在界面內(nèi)出現(xiàn)該電子的幾率大于90%，界面外出現(xiàn)該電子的幾率不足10%, B錯誤。
9．
21、下列說法中正確的是( )
A．1s電子云呈球形，表示電子繞原子核做圓周運動
B．電子云圖中的小點密度大，說明該原子核外空間電子數(shù)目多
C．ns能級的原子軌道示意圖可表示為
D．3d3表示3d能級有3個軌道
答案 C
解析 A項，電子云表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率的大小，1s電子云呈球形，表示1s電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈球形對稱，而不是表示電子做圓周運動；B項，電子云圖中的小點僅表示電子在此區(qū)域出現(xiàn)的概率；C項，ns能級原子軌道為球形；D項，3d3表示第三電子層上的d軌道中有3個電子。
10．下列有關電子云和原子軌道的說法正確的是( )
A．原子核外的電子像云霧一樣
22、籠罩在原子核周圍，故稱電子云
B．s軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動
C．p軌道呈啞鈴形，在空間有兩個伸展方向
D．與s電子原子軌道相同，p電子原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大
答案 D
解析 電子云是對電子運動的形象化描述，它僅表示電子在某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的概率，并非原子核真被電子云霧所包裹，故選項A錯誤；原子軌道是電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間輪廓，它表明電子在這一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機會大，在此區(qū)域外出現(xiàn)的機會少，故選項B錯誤；p軌道在空間有x、y、z 3個伸展方向，故選項C錯誤。
11．下列有關核外電子運動狀態(tài)的說法正確的是( )
A．原子軌道圖形與電子云都是用來
23、形象描述電子運動狀態(tài)的
B．原子軌道可用來描述核外電子的運動軌跡
C．第三電子層有3s、3p、3d三個軌道
D．氫原子只有1個電子，故氫原子只有一個軌道
答案 A
解析 原子軌道圖形與電子云都是用來形象描述電子運動狀態(tài)的，本質(zhì)是相同的，A正確；原子軌道可用來描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài)，只能描述核外電子高頻出現(xiàn)的“區(qū)域”，而不能描述核外電子運動的軌跡，B不正確；第三電子層有3s、3p、3d三個能級，分別有1、3、5個軌道，第三電子層共有9個軌道，C不正確；氫原子像其他原子一樣，可以有多個電子層，電子層又分若干個能級和軌道，只是在通常條件下，氫原子的這一個電子處于能量最低的1s軌道
24、，當電子從外界吸收能量后，氫原子的這個電子可以躍遷到能量較高的軌道，D不正確。
12．下列說法正確的是( )
A．p電子云是平面“8”字形的
B．3p2表示3p能級中有兩個原子軌道
C．2d能級包含5個原子軌道，最多容納10個電子
D．s電子云是在空間各個方向上伸展程度相同的對稱形狀
答案 D
解析 p電子云形狀是啞鈴形，不是平面“8”字形，A項錯；3p2表示3p能級中容納了兩個電子，B項錯；L層沒有d能級，C項錯。
[綜合強化]
13．(1)可正確表示原子軌道的是________(填字母)。
A．2s B．2d
C．3p D．3f
(2)符號2px的意義
25、是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如圖是s能級、p能級的原子軌道圖，試回答問題：
①s能級的原子軌道呈______形，每個s能級有______個原子軌道；p能級的原子軌道分別相對于x、y、z軸______，每個p能級有______個原子軌道。
②s能級原子軌道、p能級原子軌道的半徑與__________有關，____________越大，原子軌道半徑越大。
26、答案 (1)AC (2)2px表示主量子數(shù)n為2，角量子數(shù)l為1，沿x軸方向伸展的p軌道 (3)①球 1 對稱 3?、陔娮訉有驍?shù) 電子層序數(shù)
解析 (1)L電子層只有2s、2p能級，M電子層只有3s、3p、3d能級，故選AC。 (2)2px中2表示主量子數(shù)n(即電子層序數(shù))為2，p表示角量子數(shù)為1(即p能級)，px表示p原子軌道沿x軸方向伸展。(3)s軌道在三維空間分布的圖形為球形，p軌道空間分布的圖形分別相對于x、y、z軸對稱，原子軌道的半徑與電子層數(shù)有關，并隨電子層數(shù)增大而增大。
14．回答下列問題：
(1)在基態(tài)多電子原子中，關于核外電子能量的敘述錯誤的是________(填字母，
27、下同)。
a．最易失去的電子能量最高
b．同一個電子層上的不同能級上的原子軌道，能量大小不同
c．p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量
d．在離核最近區(qū)域內(nèi)運動的電子能量最低
(2)比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低。
①1s,3d：________；②3s,3p,3d：________；
③2p,3p,4p：________；④3px,3py,3pz：________。
(3)基態(tài)鋁原子核外電子云有______種不同的伸展方向，共有______種不同能級的電子，有______種不同運動狀態(tài)的電子。
答案 (1)c (2)①1s<3d?、?s<3p<3d?、?p<3p<4
28、p?、?px＝3py＝3pz (3)9 5 13
解析 (1)能量越高的電子在離核越遠的區(qū)域內(nèi)運動，也就越容易失去，a項正確；多電子原子在第n層中不同能級的能量大小順序為E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)，b項正確；同一電子層中的p軌道電子能量一定比s軌道電子能量高，但外層s軌道電子能量比內(nèi)層p軌道電子能量高，c項不正確；離核越近，電子能量越低，d正確。(2)在多電子原子中，原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律： ①形狀相同的原子軌道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……，3d＜4d＜5d……；②相同電子層上原子軌道能量的高低：ns
29、量相等，如3px＝3py＝3pz。(3)s軌道只有1個伸展方向、p軌道有3個伸展方向，Al核外電子排布為1s22s22p63s23p1，涉及3個s軌道、2個p軌道，因此其核外電子云(軌道)的伸展方向有9個；核外13個電子的運動狀態(tài)各不相同，因此核外有13種不同運動狀態(tài)的電子。
15．(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用__________形象化描述。
(2)對于排布在2s軌道上的電子，不能確定的是_______________________________________
(填字母)。
a．電子所在的電子層
b．電子的自旋方向
c．電子云的形狀
d．電子云的伸展方向
(3)O2－核外有________種運動狀態(tài)的電子。
答案 (1)電子云 (2)b (3)10
解析 (1)電子在原子核外出現(xiàn)概率密度分布通常用電子云來形象化地描述。(2)排布在2s軌道上的電子，在第2電子層的s軌道上，s能級的電子云形狀為球形，不能確定電子的自旋方向。 (3)O2－核外有10個電子，O2－核外有幾個電子就有幾種運動狀態(tài)，則O2－核外有10種不同運動狀態(tài)的電子。
2022-2023版高中化學 第1章 原子結構 第1節(jié) 原子結構模型 第2課時學案 魯科版選修3
