化学新导学笔记人教选修三讲义第一章第一节原子结构第2课时Word文档下载推荐.docx
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【题点】原子的基态与激发态的判断与比较
答案 D
解析 ①Be：
1s22s12p1是激发态，2s能量低于2p，故错误；
②O：
1s22s22p4符合能量最低原理，故正确；
③He：
1s12s1是激发态，1s能量低于2s，故错误；
④Cl：
1s22s22p63s23p5符合能量最低原理，故正确。
例2
对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是（ ）
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
【题点】电子跃迁与光谱
答案 A
解析 解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。
在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；
而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。
二、电子云与原子轨道
1.原子核外电子的运动特点
（1）电子的质量很小（9.1095×
10－31kg），带负电荷。
（2）相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。
（3）电子运动的速度很快，接近光速（3.0×
108m·
s－1）。
2.电子云
（1）电子云：
是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
（2）电子云轮廓图的形状：
s能级的电子云轮廓图是球形，p能级的电子云轮廓图是哑铃形。
3.原子轨道
（1）概念：
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
（2）形状
①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
（3）各能级所含有原子轨道数目
能级符号
ns
np
nd
nf
轨道数目
1
3
5
7
原子轨道与能层序数的关系
（1）不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。
能层序数n越大，原子轨道的半径越大。
如：
（2）s能级只有1个原子轨道。
p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。
在同一能层中px、py、pz的能量相同。
（3）原子轨道数与能层序数（n）的关系：
原子轨道数目＝n2。
例3
（2017·
资阳高二检测）下列关于电子云的说法中，正确的是（ ）
A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹
B.电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小
C.电子云界面图中的小黑点越密表示该核外空间的电子越多
D.钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同
【考点】电子云与原子轨道
【题点】电子云
答案 B
解析 电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小，不是表示电子运动的轨迹，A错误，B正确；
电子云界面图中的小黑点越密表示电子在核外空间出现的机会越多，C错误；
钠原子的1s、2s、3s电子云半径逐渐增大，D错误。
例4
下列各能级中原子轨道数最多的是（ ）
A.7sB.6p
C.5dD.4f
【题点】原子轨道
解析 ns能级有1个原子轨道，np能级有3个原子轨道，nd能级有5个原子轨道，nf能级有7个原子轨道。
例5
下列说法正确的是（ ）
A.因为p轨道是“8”字形，所以p电子是“8”字形
B.能层数为3时，有3s、3p、3d9个轨道
C.氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道
D.电子云图即是电子云轮廓图，都是用来形象描述电子运动状态的
【题点】电子云与原子轨道的综合
解析 p轨道呈哑铃形，是指电子出现概率高的区域，而不是电子的形状，A项错误；
能层数为3时，有3s、3p、3d3个能级，共有9个轨道，B项正确；
氢原子中确实只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误。
易错提醒
电子云图与电子云轮廓图不是同一个概念，电子云轮廓图实际上是电子云图的大部分区域；
电子云轮廓图就是我们通常所说的原子轨道图。
1.基态原子的核外电子排布遵循构造原理。
2.电子及其运动特点可概括为体积小、质量轻、带负电；
绕核转、运动快、测不准（某时刻的位置和速度）；
（离核的）距离不同、能量相异、描述概率（电子在核外空间某处出现的概率，即电子云）。
3.原子轨道：
同一能层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同；
不同能层，同种能级其原子轨道形状相同，半径不同，能量不同。
1.下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是（ ）
A.基态时的能量比激发态时高
B.激发态时比较稳定
C.由基态转化为激发态过程中吸收能量
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
【题点】原子的基态与激发态的含义
答案 C
解析 同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确；
电子从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态时，也会产生原子光谱，D不正确。
2.（2017·
武威高二月考）当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，下列说法正确的是（ ）
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.碳原子要向外界环境中释放不同的光
D.碳原子要向外界环境释放能量
解析 当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，电子发生跃迁，由基态变为激发态，A正确、B错误；
该过程碳原子要从外界环境中吸收能量，不向外界环境中释放不同的光，C、D错误。
3.电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（ ）
A.电子的运动轨迹图像B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图像D.原子的发射光谱
解析 能量E（3d）＜E（4p），故电子由3d能级跃迁到4p能级时，要吸收能量，形成吸收光谱。
4.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ）
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轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.p轨道呈哑铃形，在空间有两个伸展方向
D.与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大
解析 电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故A错误；
原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故B错误；
p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，故C错误；
由于按2p、3p……的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，故D正确。
5.硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。
基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________，电子数为________。
答案 M 9 4
解析 基态Si原子核外共有3个电子层，最高能层是M层，有4个电子。
M能层具有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道。
[对点训练]
题组一 基态、激发态及光谱
1.图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（ ）
解析 燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。
2.以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（ ）
A.1s22s22p63s13p3
B.1s22s22p63s23p63d104s14p1
C.1s22s22p63s23p63d24s1
D.1s22s22p63s23p63d104s24p1
解析 基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p2，A错误；
基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p63d104s2，B错误；
基态核外电子排布应该是1s22s22p63s23p63d14s2，C错误；
1s22s22p63s23p63d104s24p1符合原子核外电子排布规律，D正确。
3.某基态原子的第五电子层上只有2个电子，则该原子的第四电子层的电子数可能为（ ）
A.32B.0～8
C.13D.19
解析 某基态原子的第五电子层上只有2个电子，根据构造原理可知，其4s和4p能级一定是充满的，而4d能级上的电子数可以是0、1、2、5、10，所以该原子的第四电子层的电子数可能为8、9、10、13或18。
4.下列说法中正确的是（ ）
A.焰色反应是化学变化
B.基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3
C.焰色反应中观察到的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D.同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
【题点】原子的基态与激发态、光谱的综合
解析 基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，B项不正确；
焰色反应中观察到的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，焰色反应是物理变化，A、C项不正确。
5.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子基态时最外层的电子排布可能是（ ）
①X：
3s23p1 Y：
3s23p5
②X：
2s22p3 Y：
2s22p4
③X：
3s23p4
④X：
3s2
Y：
2s22p3
A.①④B.②③C.①③D.②④
解析 X2Y3型化合物中X显＋3价或者＋6价，Y显－2价或者－4价，①中X原子是Al，Y原子是Cl，可以组成AlCl3；
②中X原子是N，Y原子是O，可以组成N2O3；
③中X原子是Al，Y原子是S，可以组成Al2S3；
④中X原子是Mg，Y原子是N，可以组成Mg3N2，因此答案为B。
题组二 核外电子的运动特点及描述方法
6.对原子核外的电子运动描述方法正确的是（ ）
A.根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置
B.用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道
C.核外电子的运动有确定的轨道
D.核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述
【题点】核外电子的运动特点
解析 核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述。
我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的位置，也不能描画它的运动轨迹。
7.（2018·
邢台市月考）图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。
下列有关说法正确的是（ ）
A.图1中的每个小黑点表示1个电子
B.图2表示1s电子只能在球体内出现
C.图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D.图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置
解析 电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示空间各电子出现的几率，A、D错误；
在界面内出现该电子的几率大于90%，界面外出现该电子的几率不足10%，B错误。
题组三 原子轨道
8.在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（ ）
A.1sB.2px
C.2pyD.2pz
解析 1s轨道和2p轨道的图像分别为
由图像可看出，呈球对称性的为1s原子轨道。
9.符号3px所代表的含义是（ ）
A.px轨道上有3个电子
B.第三个电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第三个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
解析 3px中，3表示第三电子层，p原子轨道在三维空间的分布分别沿x、y、z三个方向，px表示沿x轴方向伸展的p轨道。
10.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能层序数有关
D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
解析 s轨道为球形，p轨道为哑铃形，A项错误；
每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；
能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；
钠原子的电子在6个原子轨道上高速运动，D项错误。
【考点】 电子云与原子轨道
【题点】 原子轨道
11.下列说法正确的是（ ）
A.p电子云是平面“8”字形的
B.3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C.2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子
D.s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状
解析 p电子云形状是哑铃形，不是平面“8”字形，A项错误；
3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；
L层没有d能级，C项错误。
12.下列轨道上的电子在xy平面上出现的机会为零的是（ ）
A.3pzB.3pxC.3pyD.3s
解析 px和py在xy平面上，3pz轨道沿z轴方向伸展，垂直于xy平面，故该轨道上的电子不可能出现在xy平面上，s轨道电子云为球形，各个方向都有，故A符合题意。
[综合强化]
13.下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
（1）s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；
p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
（2）元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________________________方向。
答案
（1）球 1 哑铃 3
（2）2p 三个互相垂直的伸展
解析
（1）ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。
（2）因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，则原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。
14.
（1）基态氟原子核外9个电子，这些电子的电子云形状有________种；
氟原子的最外层电子排布式为________。
（2）已知锡位于第五周期，与C同主族，写出Sn2＋的最外层电子排布式：
_________________；
Cl－中有________个填充电子的能级。
（3）基态硼原子的核外电子排布式为_______________________________________________，有______种不同能量的电子。
答案
（1）2 2s22p5
（2）5s2 5 （3）1s22s22p1 3
解析
（1）氟原子核外含有s轨道和p轨道2种原子轨道，则其电子的电子云形状有2种；
氟原子的最外层含有7个电子，故其最外层电子排布式为2s22p5。
（2）同主族元素最外层电子数相同，Sn位于第五周期，与C同主族，则Sn2＋的最外层电子排布式为5s2；
Cl－的电子排布式为1s22s22p63s23p6，有1s、2s、2p、3s、3p5个填充电子的能级。
（3）基态硼原子的核外电子数为5，其核外电子排布式为1s22s22p1，不同能级上的电子具有不同的能量，故有3种不同能量的电子。
15.下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：
元素名称
钪
钛
钒
铬
锰
元素符号
Sc
Ti
V
Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
最高正化合价
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
（1）写出下列元素基态原子的核外电子排布式：
Sc________________________________________________________________________；
Ti________________________________________________________________________；
V________________________________________________________________________；
Mn_______________________________________________________________________。
（2）已知基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，并不符合构造原理。
人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当你遇到这样的问题时，你的态度是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是________________________________________________________________________；
出现这一现象的原因是____________________________________________________。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2
1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2
（2）尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例（或其他合理答案）
（3）五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和 能级交错使得d电子也参与了化学反应
解析
（1）根据构造原理即可解答。
（3）过渡元素的最高正化合价与主族元素不同，因为过渡元素在化学反应中，次外层上的电子也可能参与化学反应。
予少家汉东，汉东僻陋无学者，吾家又贫无藏书。
州南有大姓李氏者，其于尧辅颇好学。
予为儿童时，多游其家，见有弊筐贮故书在壁间，发而视之，得唐《昌黎先生文集》六卷，脱落颠倒无次序，因乞李氏以归。
读之，见其言深厚而雄博，然予犹少，未能悉究其义．徒见其浩然无涯，若可爱。
是时天下学者杨、刘之作，号为时文，能者取科第，擅名声，以夸荣当世，未尝有道韩文者。
予亦方举进士，以礼部诗赋为事。
年十有七试于州，为有司所黜。
因取所藏韩氏之文复阅之，则喟然叹曰：
学者当至于是而止尔！
因怪时人之不道，而顾己亦未暇学，徒时时独念于予心，以谓方从进士干禄以养亲，苟得禄矣，当尽力于斯文，以偿其素志。
夫天地者，万物之逆旅也；
光阴者，百代之过客也。
而浮生若梦，为欢几何？
古人秉烛夜游，良有以也。
况阳春召我以烟景，大块假我以文章。
会桃花之芳园，序天伦之乐事。
群季俊秀，皆为惠连；
吾人咏歌，独惭康乐。
幽赏未已，高谈转清。
开琼筵以坐花，飞羽觞而醉月。
不有佳咏，何伸雅怀？
如诗不成，罚依金谷酒数。
（桃花一作：
桃李）天地是万物的客舍，百代是古往今来时间的过客，死生的差异，就好像梦与醒的不同，纷纭变换，不可究诘，得到的欢乐，又能有多少呢！
古人夜间执着火炬游玩实在是有道理啊，况且春天用艳丽景色召唤我，大自然把各种美好的形象赐予我，相聚在桃花飘香的花园中，畅叙兄弟间快乐的往事。
弟弟们英俊优秀，个个都有谢惠连那样的才情，而我作诗吟咏，却惭愧不如谢灵运。
清雅的赏玩兴致正雅，高谈阔论又转向清言雅语。
摆开筵席来坐赏名花，快速地传递着酒杯醉倒在月光中，没有好诗，怎能抒发高雅的情怀?
倘若有人作诗不成，就要按照当年石崇在金谷园宴客赋诗的先例，谁咏不出诗来，罚酒三杯。
注释
桃花园，疑在安陆兆山桃花岩。
从：
có
ng（旧读zò
ng），堂房亲属。
从
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