高中化学原子结构相关知识点（高二上学期化学基础课时落实）

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列说法正确的是(　　)

A．氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一

B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点

C．玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱，而且还能推广到其他原子光谱

D．原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着

B　[氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱，A项错误；B项正确；玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对于解释多电子原子的光谱却遇到了困难，C项错误；电子运动没有确定的轨道，电子的运动特点决定了只能用统计的方法来描述电子在空间出现的概率，不能同时准确测定电子的位置和速度，D项错误。]

2．原子结构模型经历了五个主要阶段：1803年提出原子论→1904年“葡萄干布丁”模型→1911年核式模型→1913年核外电子分层排布模型→20世纪20年代中期量子力学模型。提出核外电子分层排布的原子结构模型的科学家是(　　)

A．玻尔　　　B．汤姆孙　　C．卢瑟福　　D．道尔顿

A　[汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型，B项错误；卢瑟福提出了原子结构的核式模型，C项错误；道尔顿提出了原子论，D项错误。]

3．(2021·丰台区高二检测)第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为(　　)

A．3、9、18 B．4、12、24

C．5、16、32 D．4、16、32

D　[每一能层包含的能级数目等于该能层的序数，故第三能层包含s、p、d三个能级，每一能级所能容纳的最多电子数是其原子轨道数目的2倍，以s、p、d、f……排序的各能级可以容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。第N能层含有4个能级，16个原子轨道，最多容纳的电子数为32个。]

4．下列说法正确的是(　　)

A．原子核外第n电子层最多可容纳的电子数为n2

B．任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数

C．不同电子层中s电子的原子轨道半径相同

D．不同电子层中p电子的能量相同

B　[原子核外第n电子层最多可容纳的电子数为2n2，A项错误；任一电子层含有的能级数等于该电子层序数，即第n电子层含有n个能级，每一电子层总是从s能级开始，B项正确；电子层序数越大，该电子层中s电子的能量越高，原子轨道的半径越大，C项错误；离原子核越远的电子，其能量越高，所以p电子的能量随电子层序数的增大而增大，D项错误。]

5．下列能级符号表示正确且最多能容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是 (　　)

A．1s、2p、3d B．1s、2s、3s

C．2s、2p、2d D．3p、3d、3f

A　[不同电子层的相同能级最多能容纳的电子数相同，故B项错误；从M电子层开始有d能级，不存在2d能级，故C项错误；从N电子层开始有f能级，不存在3f能级，故D项错误。]

6．基态氧原子核外电子的运动状态有(　　)

A．3种 B．2种

C．8种 D．1种

C　[基态氧原子核外有8个电子，每个电子的运动状态都不相同。]

7．下列关于1s电子云和2s电子云的叙述正确的是 (　　)

A．都是圆形 B．都是球形

C．都是哑铃形 D．大小相同

B　[s电子云的形状为球形，A、C项错误，B项正确；相同能级，电子层序数越大，原子轨道半径越大，D项错误。]

8．(双选)对于s轨道及s电子云，下列说法正确的是(　　)

A．某原子s轨道的能量随量子数n的增大而增大

B．s电子在以原子核为中心的球面上出现，但其运动轨迹测不准

C．s能级只有一个原子轨道

D．s轨道的电子云为球形，说明电子在空间各位置出现的概率相等

AC　[B项，s轨道的电子云为球形，向空间各处伸展方向相同，s电子在空间各处均可能出现，不限于出现在球面上，故B项不正确；C项，s能级只有一个原子轨道，故C项正确；D项，s轨道的电子云为球形，并不能说明电子在原子核外空间各处出现的概率相等，在离核近的区域，电子出现的概率大，在离核远的区域，电子出现的概率小，故D项不正确。]

9．以下各能级是否存在？如果存在，各包含多少个原子轨道？

(1)2s________________。(2)2d________________。

(3)3p________________。(4)5d________________。

[解析]　由电子层、能级数和原子轨道数之间的关系可知，存在着2s能级，且只有1个原子轨道；不存在2d能级，电子层为2时只有2s、2p两个能级；存在3p能级，且含有3个原子轨道，分别为3px、3py、3pz；存在5d能级，其含有5个原子轨道。

[答案]　(1)2s存在，原子轨道数为1　(2)2d不存在　(3)3p存在，原子轨道数为3　(4)5d存在，原子轨道数为5

10．(1)日光等白光经棱镜折射后产生的是________光谱。原子光谱则与之不同，它是由不连续特征谱线组成的，称为________光谱。根据原子光谱谱线的分析结果，可以得到的信息是原子轨道能量的变化是不连续的，这种情况又称为原子中电子的能量是________的。

(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“<”“>”或“＝”)：

①2s________3s，②2s________3d，③2px________2py，④4f________6f。

[解析]　(1)日光等白光经棱镜折射后产生的光谱为连续光谱。原子光谱是由不连续特征谱线组成的，称为线状光谱。根据原子光谱谱线的分析结果，可以得到的信息是原子轨道能量的变化是不连续的，这种情况又称为原子中电子的能量是量子化的。

(2)相同电子层上原子轨道能量的高低顺序：ns<np<nd<nf；不同电子层中s原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s<……；同一电子层中同一能级上的原子轨道具有相同的能量：npx＝npy＝npz。

[答案]　(1)连续　线状　量子化　(2)①<　②<　③＝　④<

11．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。

(2)用相应的符号描述n＝2的所有的原子轨道________。　

(3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象地描述。在基态14C原子中，核外存在________个运动状态不同的电子。

(4)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图的形状为______。

[解析]　(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p两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)n＝2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz。(3)电子在原子核外出现的概率密度分布图像一团云雾，因而形象地称为电子云，用于描述电子的概率密度分布。原子中单个电子的空间运动状态可以用原子轨道来描述，并具有两种自旋状态中的一种，因此多电子原子中，不同电子的运动状态不同，故14C原子核外有6个运动状态不同的电子。(4)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，电子云图为球形。

[答案]　(1)2　2　4　8　(2)2s、2px、2py、2pz　(3)电子云　6　(4)N　球形

12．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能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层序数的增加，p能级的原子轨道数增多

D．第四电子层最多可容纳16个电子

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；每个电子层最多能容纳的电子数为2n2，故第四电子层最多可容纳32个电子，D项错误。 ]

13．原子核外电子的运动情况是化学学科的研究对象，下列关于电子运动规律的叙述中合理的是(　　)

A．核外电子质量很小，在原子核外作高速运动

B．电子在核外运动时有确定的轨道和轨迹，电子云就是对其运动轨迹的准确描述

C．量子力学中，n值决定电子能量，一般而言n值越大，电子离核越远，电子能量越低

D．玻尔理论能成功地解释钠原子的黄光谱线为双线结构的实验事实

A　[电子云是从概率上描述电子运动情况的，其点的疏密只反映了电子在相关区域出现概率的大小，不是电子的真实轨迹的图像，故B错；n越大，离核越远，能量越高，故C错；玻尔理论仅能解释简单原子的光谱，对于多电子原子的光谱需要用量子力学理论解释，故D错。]

14．下列说法正确的是(　　)

①原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层时需要放出能量　②M电子层可以有s、p、d、f能级　③2px表示有2个px轨道　④在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子　⑤2s电子云有两种空间取向

A．①②③　　B．①④　　　C．②⑤　　　D．③④⑤

B　[②M电子层有s、p、d能级，②错误；③2px表示1个2px轨道，③错误；⑤2s电子云只有1种空间取向，⑤错误。]

15．已知A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则基态A原子中，电子运动状态有________种；电子占据的最高电子层符号为________，该电子层含有的能级数为________，该电子层含有________个原子轨道。

[解析]　A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A原子为C原子，核外有6个电子，即核外有6种运动状态不同的电子，基态C原子核外电子共占据2个电子层，电子占据的最高电子层为L层，L层含有的能级数为2。s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，所以L电子层共有4个原子轨道。

[答案]　6　L　2　4

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