专题2　第一单元　第1课时　人类对原子结构的认识　原子核外电子的运动特征（课件 学案 练习共3份）苏教版（2019）选择性必修2

第一单元　原子核外电子的运动
第1课时　人类对原子结构的认识　原子核外电子的运动特征
［核心素养发展目标］　1.能举例说明原子结构模型发展演变的历程，认识基于实验证据建构和优化模型的思路，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.理解电子云的概念，能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
一、人类对原子结构的认识
1.人类对原子结构的认识演变
时间 科学家 主要贡献 主要观点
19世纪 道尔顿 原子有质量，不可分割
19世纪末 汤姆生 “　　　　　　　　　”原子结构模型
1911年 卢瑟福 　　　　模型或行星模型（原子质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动）
1913年 玻尔 （1）原子核外电子在一系列稳定的　　　　　　上运动；（2）不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是　　　　　的；（3）原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生　　　　
20世纪末和21世纪初 - - 量子力学模型
原子结构模型演变图示：
2.现代量子力学模型
（1）氢原子的核外电子，当处于能量最低状态时（简称基态），电子主要在原子核周围的　　　　区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会　　；运动区域距离核远，电子出现的机会　　。
（2）电子云：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间　　　　　　　　　所得到的图形。小点越密，表示电子在该区域内出现的机会越大。
（3）电子云轮廓图：是指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。一般是将出现概率约为　　　的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，称为　　　　　　　　。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制：
1.正误判断
（1）电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转（　　）
（2）电子云是笼罩在原子核外的云雾（　　）
（3）核外电子只在原子轨道内运动（　　）
2.图a和图b分别是氢原子的电子云示意图和原子轨道图。下列有关说法正确的是（　　）
A.图a中的每个小点表示1个电子
B.图b表示电子只能在球体内出现
C.图b表明氢原子的轨道呈球形，有无数条对称轴
D.图a中的小点表示某一时刻电子在核外所处的位置
3.下列说法正确的是（　　）
A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹
B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还能推广到其他原子光谱
D.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动
二、原子核外电子的运动特征
1.电子层
根据电子能量差异和主要运动区域的不同，认为原子核外电子处于不同的电子层上。
电子层（n） 1 2 3 4 5 6 7
符号 K L M N O P Q
特点 离核由　　到　　，能量由　　到　　
2.原子轨道与能级
（1）能级
处于同一电子层的原子核外电子，可以在　　　　　　　　的原子轨道上运动，其　　　　也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的　　　　。轨道的类型不同，　　　　不同，　　　　也不同。人们常用小写的英文字母　　、　　、　　　、　　　分别表示不同形状的轨道。
（2）原子轨道
①概念：电子在原子核外的一个　　　　　状态称为一个原子轨道。原子轨道是量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
②类型
原子轨道类型 形状 伸展方向 轨道数 可容纳的电子数
s
p
d - 5 5 10
f - 7 7 14
原子轨道的伸展方向　　　　原子轨道数。
③表示方法：原子轨道用　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　结合起来表示，如1s、2s、2p（2px、2py、2pz）、3d等。
④电子层、原子轨道数、最多可容纳电子数的关系
电子层 1 2 3 4 n
原子轨道类型 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f -
原子轨道数目 1 1 3 1 3 5
可容纳的电子数
⑤原子轨道能量高低
处于相同电子层的原子轨道 ns　　　np　　　nd　　　nf
形状相同的原子轨道 2p　　　3p　　　4p
电子层和形状均相同的原子轨道 2px　　　2py　　　2pz
3.电子自旋
原子核外电子有　　　种不同的自旋状态，通常用“　　　”和“　　　”表示。
1.原子核外电子的运动状态包括　　　　　、　　　　　、　　　　　　　　和　　　　　　　　4个方面。同一个原子中，　　　　　　（填“存在”或“不存在”）运动状态相同的电子。
2.镓元素为ⅢA族的金属元素，其原子结构示意图为，该元素的原子核外共有　　　个电子层，第3层上的原子轨道类型为　　　　　　　。该元素原子的最外层上电子有　　　种空间运动状态。
3.比较各电子层或能级中电子能量大小：
（1）E（2s）　　　　E（4s）；
（2）E（3p）　　　　E（3d）；
（3）E（5d）　　　　E（4d）；
（4）E（3s）　　　　E（2p）；
（5）E（K）　　　　E（L）　　　　E（M）。
1.如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是（　　）
A.s能级和p能级的原子轨道形状相同
B.每个p能级都有6个原子轨道
C.s能级的原子轨道半径与电子层序数有关
D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
2.下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是（　　）
A.不同电子层中的s原子轨道的能量相同
B.原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2
C.每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数与原子轨道数目相等
D.电子层中所含有的原子轨道类型数等于该电子层序数
3.对于钠原子的第2电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法正确的是（　　）
A.电子云形状不同
B.原子轨道的对称类型不同
C.电子的能量不同
D.电子云空间伸展方向不同
（1）某电子层的轨道类型数=电子层序数（n）。
（2）某电子层的轨道数=电子层序数的平方（n2）。
（3）s、p、d、f轨道的轨道数目分别为1、3、5、7。
（4）每一个原子轨道最多容纳2个电子。
（5）每一个电子层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层序数）。
（6）
答案精析
一、
1.近代原子论　发现电子　葡萄干面包式　α粒子散射实验　有核　引入量子力学的观点　原子轨道　不连续　跃迁
2.（1）球形　大　小　（2）出现的机会大小　（3）90%　原子轨道
应用体验
1.（1）×　（2）×　（3）×
2.C　［原子轨道只描述了电子出现概率约为90%的空间，B错误；电子云图中的小点只表示电子在此出现的机会大小，而不表示一个电子，A、D错误。］
3.B　［A项，电子云表示电子在原子核外空间出现的机会大小，不是表示电子运动的轨迹；C项，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难。］
二、
1.近　远　低　高
2.（1）不同类型　能量　能级　能量　形状　s　p　d　f
（2）①空间运动　②球形　1　1　2　纺锤形　3　3　6　等于　③表示电子层的n　表示原子轨道形状的s、p、d、f　④1　3　5　7　4　9　16　n2　2　8　18
32　2n2　⑤<　<　<　<　<　=　=
3.2　↑　↓　
思考交流
1.电子层　能级　原子轨道　自旋状态　不存在
2.4　3s、3p、3d　2
3.（1）<　（2）<　（3）>　（4）>　（5）<　<
解析　不同电子层的能量按K、L、M、N、O、P、Q……的顺序依次升高，同一电子层里，各能级的能量按s、p、d、f……的顺序依次升高。
应用体验
1.C　［s轨道为球形，p轨道为纺锤形，A项错误；每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；电子层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；钠原子的电子在6个原子轨道上做高速运动，D项错误。］
2.D　［A项，不同电子层中的s原子轨道的能量不同，电子层序数越大，能量越高；B项，每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项，每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数是原子轨道数目的 2倍。 ］
3.D　［2px、2py、2pz所表示的是同一电子层中形状相同的原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的原子轨道都是纺锤形，都是轴对称图形；在空间伸展方向上不同，D项正确。］(共62张PPT)
第1课时
专题2　第一单元　原子核外电子的运动
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人类对原子结构的认识　原子核外电子的运动特征
1.能举例说明原子结构模型发展演变的历程，认识基于实验证据建构和优化模型的思路，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.理解电子云的概念，能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
核心素养
发展目标
一、人类对原子结构的认识
二、原子核外电子的运动特征
课时对点练
内容索引
人类对原子结构的认识
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一
1.人类对原子结构的认识演变
一、人类对原子结构的认识
时间 科学家 主要贡献 主要观点
19世纪 道尔顿 ____________ 原子有质量，不可分割
19世纪末 汤姆生 _________ “ ”原子结构模型
1911年 卢瑟福 _________________ 模型或行星模型(原子质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动)
近代原子论
发现电子
葡萄干面包式
α粒子散射
实验
有核
时间 科学家 主要贡献 主要观点
1913年 玻尔 ___________________ (1)原子核外电子在一系列稳定的_________
上运动；(2)不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是 的；
(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生______
引入量子力
学的观点
原子轨道
不连续
跃迁
时间 科学家 主要贡献 主要观点
20世纪末和21世纪初 - - 量子力学模型
原子结构模型演变图示： 2.现代量子力学模型
(1)氢原子的核外电子，当处于能量最低状态时(简称基态)，电子主要在原子核周围的 区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会 ；运动区域距离核远，电子出现的机会 。
(2)电子云：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间_______________
所得到的图形。小点越密，表示电子在该区域内出现的机会越大。
球形
大
小
出现的机会大小
(3)电子云轮廓图：是指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。一般是将出现概率约为 的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，称为 。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制：
90%
原子轨道
1.正误判断
(1)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转
(2)电子云是笼罩在原子核外的云雾
(3)核外电子只在原子轨道内运动
×
×
×
2.图a和图b分别是氢原子的电子云示意图和原子轨道图。下列有关说法正确的是
A.图a中的每个小点表示1个电子
B.图b表示电子只能在球体内出现
C.图b表明氢原子的轨道呈球形，有无数条对称轴
D.图a中的小点表示某一时刻电子在核外所处的位置
√
原子轨道只描述了电子出现概率约为90%的空间，
B错误；
电子云图中的小点只表示电子在此出现的机会大
小，而不表示一个电子，A、D错误。
3.下列说法正确的是
A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹
B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还能推广到其他原子光谱
D.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动
√
A项，电子云表示电子在原子核外空间出现的机会大小，不是表示电子运动的轨迹；
C项，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难。
返回
原子核外电子的运动特征
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二
1.电子层
根据电子能量差异和主要运动区域的不同，认为原子核外电子处于不同的电子层上。
二、原子核外电子的运动特征
电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 K L M N O P Q
特点 离核由 到 ，能量由 到____ 近
远
低
高
2.原子轨道与能级
(1)能级
处于同一电子层的原子核外电子，可以在 的原子轨道上运动，其 也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的 。轨道的类型不同， 不同， 也不同。人们常用小写的英文字母 、 、 、 分别表示不同形状的轨道。
不同类型
能量
能级
能量
形状
s
p
d
f
(2)原子轨道
①概念：电子在原子核外的一个 状态称为一个原子轨道。原子轨道是量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
空间运动
②类型
原子轨道类型 形状 伸展方向 轨道数 可容纳的电子数
s _____ ___ ___ ___
p ________ ___ ___ ___
d - 5 5 10
f - 7 7 14
原子轨道的伸展方向 原子轨道数。
球形
1
1
2
纺锤形
3
3
6
等于
③表示方法：原子轨道用 和_______________________
结合起来表示，如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。
表示电子层的n
表示原子轨道形状的s、
p、d、f
④电子层、原子轨道数、最多可容纳电子数的关系
电子层 1 2 3 4 n
原子轨 道类型 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f -
原子轨 道数目 ___ 1 ___ 1 3 ___ 1 3 5 ___ ___
___ ___ _____ 可容纳的 电子数 ___ ___ _____ _____ ____
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n2
2
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32
2n2
⑤原子轨道能量高低
处于相同电子层的原子轨道 ns np nd nf
形状相同的原子轨道 2p 3p 4p
电子层和形状均相同的原子轨道 2px 2py 2pz
<
<
<
<
<
=
=
3.电子自旋
原子核外电子有 种不同的自旋状态，通常用“ ”和“ ”表示。
2
↑
↓
1.原子核外电子的运动状态包括 、 、 和____
4个方面。同一个原子中， (填“存在”或“不存在”)运动状态相同的电子。
电子层
能级
原子轨道
自
旋状态
不存在
2.镓元素为ⅢA族的金属元素，其原子结构示意图为 ，该
元素的原子核外共有 个电子层，第3层上的原子轨道类型为______
。该元素原子的最外层上电子有 种空间运动状态。
4
3s、
3p、3d
2
3.比较各电子层或能级中电子能量大小：
(1)E(2s) 　 E(4s)；
(2)E(3p)　 E(3d)；
(3)E(5d)　　E(4d)；
(4)E(3s)　　E(2p)；
(5)E(K)　　E(L)　　E(M)。
<
<
>
>
<
<
不同电子层的能量按K、L、M、N、O、P、Q……的顺序依次升高，同一电子层里，各能级的能量按s、p、d、f……的顺序依次升高。
1.如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是
A.s能级和p能级的原子轨道形状相同
B.每个p能级都有6个原子轨道
C.s能级的原子轨道半径与电子层序数有关
D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
√
s轨道为球形，p轨道为纺锤形，A项错误；
每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；
电子层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；
钠原子的电子在6个原子轨道上做高速运动，D项错误。
2.下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是
A.不同电子层中的s原子轨道的能量相同
B.原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2
C.每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数与原子轨道数目相等
D.电子层中所含有的原子轨道类型数等于该电子层序数
√
A项，不同电子层中的s原子轨道的能量不同，电子层序数越大，能量越高；
B项，每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；
C项，每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数是原子轨道数目的 2倍。
3.对于钠原子的第2电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法正确的是
A.电子云形状不同 B.原子轨道的对称类型不同
C.电子的能量不同 D.电子云空间伸展方向不同
√
2px、2py、2pz所表示的是同一电子层中形状相同的原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的原子轨道都是纺锤形，都是轴对称图形；在空间伸展方向上不同，D项正确。
归纳总结
(1)某电子层的轨道类型数=电子层序数(n)。
(2)某电子层的轨道数=电子层序数的平方(n2)。
(3)s、p、d、f轨道的轨道数目分别为1、3、5、7。
(4)每一个原子轨道最多容纳2个电子。
(5)每一个电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数)。
归纳总结
(6)
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课时对点练
题组一　人类对原子结构的认识及电子云
1.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法不符合这一理论的是
A.电子绕核运动具有特定的半径和能量
B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线
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D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学所建立的量子数来描述核外电子的运动状态。
2.下列说法正确的是
A.1s电子云轮廓图呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B.电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C.ns能级的原子轨道示意图可表示为
D.3d表示3d能级有3个轨道
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A项，1s电子云轮廓图呈球形，表示1s电子在空间出现的机会分布呈球形，而不是表示电子做圆周运动；
B项，电子云图中的小点仅表示电子在此区域出现的机会；
C项，ns能级的原子轨道为球形；
D项，3d表示第3电子层上的d轨道。
3.人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是
A.s电子的原子轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更
扩散
B.p电子的原子轨道都是纺锤形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相
互垂直，能量相同　
C.所有p轨道的形状相同，大小相等
D.处于同一原子轨道的电子，自旋状态有两种
√
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不同电子层(n)上的p轨道形状相同，但随着n增大，p轨道越来越大。
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4.如图是2pz电子的电子云图，判断下列说法不正确的是
A.2pz轨道上的电子在空间出现的机会分布是z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会多
C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D.电子云图中的小点代表电子出现的概率
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√
电子云是电子在一定区域内出现机会大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹(或轨道)，故C错。
题组二　电子层与原子轨道
5.(2023·成都外国语学校高二期中)下列能级符号正确的是
A.4s B.3f C.2d D.1p
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根据第1电子层只有1s，第2电子层只有2s、2p，第3电子层只有3s、3p、3d，第4电子层只有4s、4p、4d、4f，选项A正确。
6.符号3px所代表的含义是
A.px轨道上有3个电子
B.第3电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道
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p能级有3个原子轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道。
7.下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是
A.2s<2p B.4px<4py C.3s<3d D.4s<4p
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同一电子层上原子轨道的能量高低为ns同一能级上各原子轨道的能量相同，4px=4py，B错误。
8.N电子层所含原子轨道类型数、原子轨道数和可容纳的电子数分别为
A.3、9、18 B.4、12、24
C.5、16、32 D.4、16、32
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√
第N电子层含原子轨道类型数为4，原子轨道数为16，可容纳的电子数为32。
9.下列叙述正确的是
A.钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的高
B.锂原子的1s与2s轨道皆为球形
C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p能级的原子轨
道数增多
D.第3电子层可容纳的电子数为9
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钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的低，A项错误；
s轨道都为球形，B项正确；
p能级的原子轨道都是3个，C项错误；
每个电子层可容纳的电子数为2n2，故第3电子层可容纳的电子数为18，D项错误。
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10.下列有关电子层和原子轨道的叙述正确的是
A.M电子层有s、p共2个轨道，最多能容纳8个电子
B.3d轨道最多容纳5个电子，3f轨道最多容纳7个电子
C.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2
D.任一电子层都有s、p轨道，但不一定有d轨道
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A项，M电子层有s、p、d共3种不同类型的原子轨道，最多能容纳18个电子；
B项，3d轨道最多容纳10个电子，从N电子层开始有f轨道，最多容纳14个电子，不存在3f轨道；
C项，每个电子层都从s轨道开始，且s轨道最多容纳2个电子；
D项，K电子层只有s轨道，不含有p轨道。
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11.下列说法正确的是
A.因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
B.电子层数为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
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A中p轨道是纺锤形，是指电子出现机会高的“区域”的形状；
B中电子层数为3时，共有九个轨道；
C中氢原子中只有一个电子，但轨道不只有一个，可以存在空轨道。
12.下列关于电子层与能级的说法正确的是
A.同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同
B.每个电子层含有的能级数不一定等于该电子层序数
C.同是p能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的
D.多电子原子中，每个电子层上电子的能量一定不同
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同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同，如能量：2s>1s，A正确；
电子层含有的能级数等于电子层序数，即第n电子层含有n个能级，B错误；
同是p能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数都是6，C错误；
多电子原子中，同一能级上电子的能量相同，D错误。
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13.下列有关原子轨道和核外电子运动状态的说法正确的是
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.只有在电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋
状态都确定时，电子的运动状态才能确定
C.必须在B所述的四个方面都确定时，才能决定组成每一电子层的最多
轨道数
D.原子轨道伸展方向与能量大小有关
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√
在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如4s电子比2p电子能量高，A错误；
电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋状态共同描述电子的运动状态，B正确；
每一电子层的最多轨道数与电子的自旋状态无关，C错误；
原子轨道的伸展方向与能量大小无关，D错误。
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14.回答下列问题：
(1)n=2的电子层有　　个能级，　　种形状不同的电子云，有　　个原子轨道，最多容纳　　个电子。
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2
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第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p 2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n=2的电子层最多容纳8个电子。
(2)用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道　　　　　 　　　。
(3)基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为　　，占据该电子层电子的电子云轮廓图的形状为　　 。
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2s、2px、2py、2pz
N
球形
K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图为球形。
15.回答下列问题：
(1)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是　 (填字母，下同)。
a.最易失去的电子能量最低
b.同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
c.在离核最近区域内运动的电子能量最低
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a
(2)下列说法正确的是　　。
A.一个原子轨道上只能有1个电子
B.处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C.处在同一电子层上的电子(基态)能量一定相同
D.处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
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D
(3)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①1s，3d　　 　；②3s，3p，3d　　　 　；
③2p，3p，4p　　 　　；④3px，3py，3pz　 　　　 。
(4)基态铝原子核外电子云有　　种不同的伸展方向，共有　　种不同能级的电子，有　　种不同运动状态的电子。
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1s<3d
3s<3p<3d
2p<3p<4p
3px=3py=3pz
4
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返回作业4　人类对原子结构的认识原子核外电子的运动特征
(分值：100分）
（选择题1~13题，每小题6分，共78分）
题组一　人类对原子结构的认识及电子云
1.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法不符合这一理论的是（　　）
A.电子绕核运动具有特定的半径和能量
B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线
2.下列说法正确的是（　　）
A.1s电子云轮廓图呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B.电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C.ns能级的原子轨道示意图可表示为
D.3d表示3d能级有3个轨道
3.人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是（　　）
A.s电子的原子轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散
B.p电子的原子轨道都是纺锤形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同
C.所有p轨道的形状相同，大小相等
D.处于同一原子轨道的电子，自旋状态有两种
4.如图是2pz电子的电子云图，判断下列说法不正确的是（　　）
A.2pz轨道上的电子在空间出现的机会分布是z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会多
C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D.电子云图中的小点代表电子出现的概率
题组二　电子层与原子轨道
5.（2023·成都外国语学校高二期中）下列能级符号正确的是（　　）
A.4s B.3f
C.2d D.1p
6.符号3px所代表的含义是（　　）
A.px轨道上有3个电子
B.第3电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道
7.下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是（　　）
A.2s<2p B.4px<4py
C.3s<3d D.4s<4p
8.N电子层所含原子轨道类型数、原子轨道数和可容纳的电子数分别为（　　）
A.3、9、18 B.4、12、24
C.5、16、32 D.4、16、32
9.下列叙述正确的是（　　）
A.钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的高
B.锂原子的1s与2s轨道皆为球形
C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p能级的原子轨道数增多
D.第3电子层可容纳的电子数为9
10.下列有关电子层和原子轨道的叙述正确的是（　　）
A.M电子层有s、p共2个轨道，最多能容纳8个电子
B.3d轨道最多容纳5个电子，3f轨道最多容纳7个电子
C.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2
D.任一电子层都有s、p轨道，但不一定有d轨道
11.下列说法正确的是（　　）
A.因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
B.电子层数为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
12.下列关于电子层与能级的说法正确的是（　　）
A.同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同
B.每个电子层含有的能级数不一定等于该电子层序数
C.同是p能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的
D.多电子原子中，每个电子层上电子的能量一定不同
13.下列有关原子轨道和核外电子运动状态的说法正确的是（　　）
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.只有在电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋状态都确定时，电子的运动状态才能确定
C.必须在B所述的四个方面都确定时，才能决定组成每一电子层的最多轨道数
D.原子轨道伸展方向与能量大小有关
14.（11分）回答下列问题：
（1）（4分）n=2的电子层有　　　　个能级，　　　　种形状不同的电子云，有　　　　个原子轨道，最多容纳　　　　个电子。
（2）（3分）用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道　　　　　　　　。
（3）基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为　　　　，占据该电子层电子的电子云轮廓图的形状为　　　　。
15.（11分）回答下列问题：
（1）在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是　　　　（填字母，下同）。
a.最易失去的电子能量最低
b.同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
c.在离核最近区域内运动的电子能量最低
（2）下列说法正确的是　　　　。
A.一个原子轨道上只能有1个电子
B.处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C.处在同一电子层上的电子（基态）能量一定相同
D.处在同一能级中的电子（基态）能量一定相同
（3）（4分）比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①1s，3d　　　　 　；②3s，3p，3d　　　　；
③2p，3p，4p　　　　；④3px，3py，3pz　　　　。
（4）（3分）基态铝原子核外电子云有　　　　种不同的伸展方向，共有　　　　种不同能级的电子，有　　　种不同运动状态的电子。
答案精析
1.D　［D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学所建立的量子数来描述核外电子的运动状态。］
2.C　［A项，1s电子云轮廓图呈球形，表示1s电子在空间出现的机会分布呈球形，而不是表示电子做圆周运动；B项，电子云图中的小点仅表示电子在此区域出现的机会；C项，ns能级的原子轨道为球形；D项，3d表示第3电子层上的d轨道。］
3.C　［不同电子层（n）上的p轨道形状相同，但随着n增大，p轨道越来越大。］
4.C　［电子云是电子在一定区域内出现机会大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹（或轨道），故C错。］
5.A　［根据第1电子层只有1s，第2电子层只有2s、2p，第3电子层只有3s、3p、3d，第4电子层只有4s、4p、4d、4f，选项A正确。］
6.D　［p能级有3个原子轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道。］
7.B　［同一电子层上原子轨道的能量高低为ns8.D　［第N电子层含原子轨道类型数为4，原子轨道数为16，可容纳的电子数为32。］
9.B　［钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的低，A项错误；s轨道都为球形，B项正确；p能级的原子轨道都是3个，C项错误；每个电子层可容纳的电子数为2n2，故第3电子层可容纳的电子数为18，D项错误。］
10.C　［A项，M电子层有s、p、d共3种不同类型的原子轨道，最多能容纳18个电子；B项，3d轨道最多容纳10个电子，从N电子层开始有f轨道，最多容纳14个电子，不存在3f轨道；C项，每个电子层都从s轨道开始，且s轨道最多容纳2个电子；D项，K电子层只有s轨道，不含有p轨道。］
11.D　［A中p轨道是纺锤形，是指电子出现机会高的“区域”的形状；B中电子层数为3时，共有九个轨道；C中氢原子中只有一个电子，但轨道不只有一个，可以存在空轨道。］
12.A　［同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同，如能量：2s>1s，A正确；电子层含有的能级数等于电子层序数，即第n电子层含有n个能级，B错误；同是p能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数都是6，C错误；多电子原子中，同一能级上电子的能量相同，D错误。］
13.B　［在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如4s电子比2p电子能量高，A错误；电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋状态共同描述电子的运动状态，B正确；每一电子层的最多轨道数与电子的自旋状态无关，C错误；原子轨道的伸展方向与能量大小无关，D错误。］
14.（1）2　2　4　8　（2）2s、2px、2py、2pz　（3）N　球形
解析　（1）第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p 2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n=2的电子层最多容纳8个电子。（3）K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图为球形。
15.（1）a　（2）D　（3）①1s<3d　②3s<3p<3d
③2p<3p<4p　④3px=3py=3pz　（4）4　5　13