第一章第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章第一节 原子结构 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 758.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-30 19:23:13 | ||
图片预览
文档简介
第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
[核心素养发展目标] 1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。2.通过对原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法。
一、构造原理与电子排布式
1．构造原理
(1)含义
以________事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入________的顺序称为构造原理。
(2)示意图
2．电子排布式
将________上所容纳的电子数标在该能级符号________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子叫电子排布式。
如氮原子的电子排布式为
3．简化电子排布式
Na的电子排布式为1s22s22p63s1，可简化为[Ne]3s1，Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。
1．根据构造原理，试比较下列能级的能量高低(填“＞”或“＜”)。
①2p______3p______4p
②4s______4p______4d______4f
③4s______3d
④6s______4f______5d
从构造原理示意图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象：随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的。一般规律为ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序书写。
2．根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式和简化电子排布式。
(1)8O：________________________________________________________________________；
(2)14Si：________________________________________________________________________；
(3)18Ar：________________________________________________________________________；
(4)19K：________________________________________________________________________；
(5)21Sc：________________________________________________________________________；
(6)26Fe：________________________________________________________________________。
对于较复杂原子的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到一起。
3．价层电子排布式
为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。如：Ni的简化电子排布式为______________，价层电子排布为__________，试写出下列原子的价层电子排布：①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。
4．写出24Cr、29Cu基态原子的核外电子排布式。它们的电子排布符合构造原理吗？
当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。如24Cr：
1．下列各基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Mg2＋ 1s22s22p6
B．Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5
C．O2－ 1s22s22p6
D．Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
2．某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法不正确的是( )
A．该元素原子中共有25个电子
B．该元素原子核外有4个能层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M能层共有8个电子
3．(1)基态B原子的电子排布式为_______________________________________。
(2)基态N原子的价层电子排布式为_____________________________________。
(3)Se原子的原子序数为________，其M层的电子排布式为____________。
(4)Li3N晶体中氮以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为____________。
(5)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：________________________。
离子的电子排布式
(1)判断该原子变成离子时得到或失去的电子数。
(2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子，而副族元素可能还会进一步向里失去内层电子。
(3)原子得到电子形成阴离子，则得到的电子填充在最外层的某一个能级上。如Cl－的电子排布式为1s22s22p63s23p6(得到的电子填充在最外面的3p能级上)。
二、电子云与原子轨道
1．概率密度
1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在____________上绕核运行。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的________不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)。
2．电子云
(1)定义：处于一定________________的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)含义：用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小，小点越密，表示概率密度越大。
(3)形状
3．原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈____形，能层序数越大，原子轨道的半径越____。
②p电子的原子轨道呈________形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
(3)各能级所含有的原子轨道数目
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
(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)1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子( )
(3)2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( )
(4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量相等( )
1．s能级和p能级的原子轨道存在哪些方面的差异？
2．不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓分别相同吗？能量分别相同吗？
3．基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素有几种？填充在7个轨道中的元素有几种？
原子轨道与能层序数的关系
(1)不同能层的相同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)在同一能层，原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。
1．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，有无数条对称轴
D．图1中的小点表示电子在核外所处的位置
2．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
C．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大
D．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)
3．元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1。试回答下列各题：
(1)电子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有__________________________方向，原子轨道呈________形。
(2)元素X的名称是________。
1．北京奥运会主体育场“鸟巢”使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢。钒原子的价层电子排布为( )
A．3s23p6 B．3d34s2
C．3d64s2 D．4s2
2．元素的原子失去最外层电子形成阳离子，元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B．O2－：1s22s22p4
C．Cl－：[Ne]3s23p6
D．Ar：1s22s22p63s23p6
3．下列有关原子轨道和电子云的说法正确的是( )
A．s轨道呈球形，随能层序数的增加，s轨道数也增加
B．p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动
C．电子云是笼罩在原子核外的云雾
D．电子云轮廓图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小
4．A、B、C、D是四种短周期元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，C的最外层有五个电子。回答下列问题：
(1)A为________(写出元素符号，下同)。
(2)B为________，简化电子排布式是____________________________________________。
(3)C为________，核外电子排布式是_________________________________________。
(4)D为________，价层电子排布式是_________________________________________。
第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
一、
1．(1)光谱学 能级 (2)能层 能级
2．能级 右上角 能级 电子数
深度思考
1．①＜ ＜ ②＜ ＜ ＜ ③＜ ④＜ ＜
2．(1)1s22s22p4、[He]2s22p4
(2)1s22s22p63s23p2、[Ne]3s23p2
(3)1s22s22p63s23p6、[Ne]3s23p6
(4)1s22s22p63s23p64s1、[Ar]4s1
(5)1s22s22p63s23p63d14s2、[Ar]3d14s2
(6)1s22s22p63s23p63d64s2、[Ar]3d64s2
3．[Ar]3d84s2 3d84s2 ①3s23p1 ②4s24p2 ③4s24p4
4．24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；均不符合构造原理。
应用体验
1．D [Mg的原子序数为12，基态Mg2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，故A正确；35号基态Br原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，故B正确；O原子核外有8个电子，基态O2－的核外电子排布式为1s22s22p6，最外层达到8电子稳定结构，故C正确；Cu的3d能级处于全充满状态时较稳定，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故D错误。]
2．D [从电子排布式看，该原子最高能级为4s能级，故有4个能层，最外层有2个电子，B、C正确；各能级的电子数之和为25，A正确；M能层电子排布为3s23p63d5，故该能层电子数为13，D错误。]
3．(1)1s22s22p1(或[He]2s22p1) (2)2s22p3
(3)34 3s23p63d10 (4)1s22s22p6
(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
解析 (1)B原子的核外有5个电子，电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。(2)基态N原子的价层电子排布式为2s22p3。(3)Se与O同主族，原子序数为34，N层有6个电子，故其M层排满电子，M层的电子排布式为3s23p63d10。(4)基态N原子的电子排布式为1s22s22p3，则基态N3－的电子排布式为1s22s22p6。(5)Ga为第四周期第ⅢA族元素，故其基态原子最外层电子排布式为4s24p1，基态Ga原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1。
二、
1．线性轨道 概率
2．(1)空间运动状态 (3)球形 一 哑铃形
3．(1)空间运动状态 (2)①球 大 ②哑铃 (3)1 3 5 7
正误判断
(1)× (2)× (3)× (4)√
深度思考
1．轨道形状、数目、最多容纳电子数等不同。
2．电子云轮廓相同(s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形)；能量不同(能层序数越大，能量越高)。
3．s、p能级分别有1、3个原子轨道，按照构造原理，核外电子填充在6个轨道的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2种；填充在7个轨道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一种元素。
应用体验
1．C
2．C [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，故A错误；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，只是在球壳外运动的概率较小，故B错误；离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均半径随能层的增大而增大，故C正确；2px、2py、2pz轨道是3个不同的原子轨道，空间伸展方向不同，3个轨道上的电子的运动状态不同，但同一能级上的原子轨道具有相同的能量，所以基态原子电子能量：E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＝E(2py)＝E(2pz)，故D错误。]
3．(1)2 2p 三种互相垂直的伸展 哑铃 (2)氮
解析 元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，根据核外电子排布规律可知n＝2，则X是N。
随堂演练 知识落实
1．B 2.B
3．D [任何能层的s能级都有1个原子轨道，与能层序数的大小无关，故A错误；电子在p轨道上绕核高速运动，不是做“∞”形运动，故B错误；电子云不是笼罩在原子核外的云雾，是表示电子出现的概率，小点的疏密表示电子在核外单位体积的空间出现的概率多少，故C错误；电子云轮廓图中，小点的疏密不表示电子的多少，而是表示电子在原子核外空间出现概率的大小，疏的区域表示电子出现的概率小，密的区域表示电子出现的概率大，故D正确。]
4．(1)Si
(2)Na [Ne]3s1
(3)P 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(4)N 2s22p3
解析 A、B、C、D是四种短周期元素，由A的原子结构示意图可知，x＝2，A的原子序数为14，故A为Si元素；A、B、C同周期，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，故B为Na元素，C的最外层有五个电子，故C为P元素；C、D同主族，故D为N元素。
[核心素养发展目标] 1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。2.通过对原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法。
一、构造原理与电子排布式
1．构造原理
(1)含义
以________事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入________的顺序称为构造原理。
(2)示意图
2．电子排布式
将________上所容纳的电子数标在该能级符号________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子叫电子排布式。
如氮原子的电子排布式为
3．简化电子排布式
Na的电子排布式为1s22s22p63s1，可简化为[Ne]3s1，Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。
1．根据构造原理，试比较下列能级的能量高低(填“＞”或“＜”)。
①2p______3p______4p
②4s______4p______4d______4f
③4s______3d
④6s______4f______5d
从构造原理示意图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象：随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的。一般规律为ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序书写。
2．根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式和简化电子排布式。
(1)8O：________________________________________________________________________；
(2)14Si：________________________________________________________________________；
(3)18Ar：________________________________________________________________________；
(4)19K：________________________________________________________________________；
(5)21Sc：________________________________________________________________________；
(6)26Fe：________________________________________________________________________。
对于较复杂原子的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到一起。
3．价层电子排布式
为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。如：Ni的简化电子排布式为______________，价层电子排布为__________，试写出下列原子的价层电子排布：①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。
4．写出24Cr、29Cu基态原子的核外电子排布式。它们的电子排布符合构造原理吗？
当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。如24Cr：
1．下列各基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Mg2＋ 1s22s22p6
B．Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5
C．O2－ 1s22s22p6
D．Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
2．某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法不正确的是( )
A．该元素原子中共有25个电子
B．该元素原子核外有4个能层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M能层共有8个电子
3．(1)基态B原子的电子排布式为_______________________________________。
(2)基态N原子的价层电子排布式为_____________________________________。
(3)Se原子的原子序数为________，其M层的电子排布式为____________。
(4)Li3N晶体中氮以N3－形式存在，基态N3－的电子排布式为____________。
(5)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：________________________。
离子的电子排布式
(1)判断该原子变成离子时得到或失去的电子数。
(2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子，而副族元素可能还会进一步向里失去内层电子。
(3)原子得到电子形成阴离子，则得到的电子填充在最外层的某一个能级上。如Cl－的电子排布式为1s22s22p63s23p6(得到的电子填充在最外面的3p能级上)。
二、电子云与原子轨道
1．概率密度
1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在____________上绕核运行。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的________不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)。
2．电子云
(1)定义：处于一定________________的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)含义：用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小，小点越密，表示概率密度越大。
(3)形状
3．原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈____形，能层序数越大，原子轨道的半径越____。
②p电子的原子轨道呈________形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
(3)各能级所含有的原子轨道数目
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
(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)1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子( )
(3)2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( )
(4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量相等( )
1．s能级和p能级的原子轨道存在哪些方面的差异？
2．不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓分别相同吗？能量分别相同吗？
3．基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素有几种？填充在7个轨道中的元素有几种？
原子轨道与能层序数的关系
(1)不同能层的相同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)在同一能层，原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。
1．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，有无数条对称轴
D．图1中的小点表示电子在核外所处的位置
2．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
C．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大
D．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)
3．元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1。试回答下列各题：
(1)电子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有__________________________方向，原子轨道呈________形。
(2)元素X的名称是________。
1．北京奥运会主体育场“鸟巢”使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢。钒原子的价层电子排布为( )
A．3s23p6 B．3d34s2
C．3d64s2 D．4s2
2．元素的原子失去最外层电子形成阳离子，元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6
B．O2－：1s22s22p4
C．Cl－：[Ne]3s23p6
D．Ar：1s22s22p63s23p6
3．下列有关原子轨道和电子云的说法正确的是( )
A．s轨道呈球形，随能层序数的增加，s轨道数也增加
B．p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动
C．电子云是笼罩在原子核外的云雾
D．电子云轮廓图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小
4．A、B、C、D是四种短周期元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，C的最外层有五个电子。回答下列问题：
(1)A为________(写出元素符号，下同)。
(2)B为________，简化电子排布式是____________________________________________。
(3)C为________，核外电子排布式是_________________________________________。
(4)D为________，价层电子排布式是_________________________________________。
第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
一、
1．(1)光谱学 能级 (2)能层 能级
2．能级 右上角 能级 电子数
深度思考
1．①＜ ＜ ②＜ ＜ ＜ ③＜ ④＜ ＜
2．(1)1s22s22p4、[He]2s22p4
(2)1s22s22p63s23p2、[Ne]3s23p2
(3)1s22s22p63s23p6、[Ne]3s23p6
(4)1s22s22p63s23p64s1、[Ar]4s1
(5)1s22s22p63s23p63d14s2、[Ar]3d14s2
(6)1s22s22p63s23p63d64s2、[Ar]3d64s2
3．[Ar]3d84s2 3d84s2 ①3s23p1 ②4s24p2 ③4s24p4
4．24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；均不符合构造原理。
应用体验
1．D [Mg的原子序数为12，基态Mg2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，故A正确；35号基态Br原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，故B正确；O原子核外有8个电子，基态O2－的核外电子排布式为1s22s22p6，最外层达到8电子稳定结构，故C正确；Cu的3d能级处于全充满状态时较稳定，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故D错误。]
2．D [从电子排布式看，该原子最高能级为4s能级，故有4个能层，最外层有2个电子，B、C正确；各能级的电子数之和为25，A正确；M能层电子排布为3s23p63d5，故该能层电子数为13，D错误。]
3．(1)1s22s22p1(或[He]2s22p1) (2)2s22p3
(3)34 3s23p63d10 (4)1s22s22p6
(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
解析 (1)B原子的核外有5个电子，电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。(2)基态N原子的价层电子排布式为2s22p3。(3)Se与O同主族，原子序数为34，N层有6个电子，故其M层排满电子，M层的电子排布式为3s23p63d10。(4)基态N原子的电子排布式为1s22s22p3，则基态N3－的电子排布式为1s22s22p6。(5)Ga为第四周期第ⅢA族元素，故其基态原子最外层电子排布式为4s24p1，基态Ga原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1。
二、
1．线性轨道 概率
2．(1)空间运动状态 (3)球形 一 哑铃形
3．(1)空间运动状态 (2)①球 大 ②哑铃 (3)1 3 5 7
正误判断
(1)× (2)× (3)× (4)√
深度思考
1．轨道形状、数目、最多容纳电子数等不同。
2．电子云轮廓相同(s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形)；能量不同(能层序数越大，能量越高)。
3．s、p能级分别有1、3个原子轨道，按照构造原理，核外电子填充在6个轨道的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2种；填充在7个轨道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一种元素。
应用体验
1．C
2．C [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，故A错误；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，只是在球壳外运动的概率较小，故B错误；离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均半径随能层的增大而增大，故C正确；2px、2py、2pz轨道是3个不同的原子轨道，空间伸展方向不同，3个轨道上的电子的运动状态不同，但同一能级上的原子轨道具有相同的能量，所以基态原子电子能量：E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＝E(2py)＝E(2pz)，故D错误。]
3．(1)2 2p 三种互相垂直的伸展 哑铃 (2)氮
解析 元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，根据核外电子排布规律可知n＝2，则X是N。
随堂演练 知识落实
1．B 2.B
3．D [任何能层的s能级都有1个原子轨道，与能层序数的大小无关，故A错误；电子在p轨道上绕核高速运动，不是做“∞”形运动，故B错误；电子云不是笼罩在原子核外的云雾，是表示电子出现的概率，小点的疏密表示电子在核外单位体积的空间出现的概率多少，故C错误；电子云轮廓图中，小点的疏密不表示电子的多少，而是表示电子在原子核外空间出现概率的大小，疏的区域表示电子出现的概率小，密的区域表示电子出现的概率大，故D正确。]
4．(1)Si
(2)Na [Ne]3s1
(3)P 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(4)N 2s22p3
解析 A、B、C、D是四种短周期元素，由A的原子结构示意图可知，x＝2，A的原子序数为14，故A为Si元素；A、B、C同周期，B是同周期除稀有气体外半径最大的元素，故B为Na元素，C的最外层有五个电子，故C为P元素；C、D同主族，故D为N元素。