第一课时 原子核外电子的运动
学习目标 1.能举例说明原子结构模型发展演变的历程。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。
一、人类对原子结构的认识
1.人类对原子结构的认识演变
(1)19世纪，英国科学家道尔顿提出了近代原子论，认为原子有________、________分割，但该理论无法解释很多事实。
(2)19世纪末，英国物理学家汤姆生发现了电子，提出________________________。
(3)1911年，英国物理学家卢瑟福根据________________实验，提出了原子结构的__________，该理论认为原子的质量主要集中于__________，电子在原子核外空间做________运动。
(4)1913年，丹麦物理学家玻尔研究了氢原子的光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型。
Ⅰ.该理论认为：
①原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为________________。核外电子在____________上运动时，既不____________，也不____________。
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____________。
③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
Ⅱ.玻尔原子结构模型的局限性：该模型无法解释氢原子线状光谱的精细结构，更无法解释多电子原子的光谱。
2.原子核外电子运动特点及电子云
(1)原子核外电子的运动特点
①电子的质量很________，带________电荷。
②电子运动的速度________，接近光速。
(2)电子云图
用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的____________所得到的图形。
如处于最低能量状态的氢原子的电子云示意图
1.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
2.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
(1)电子层(n)：在多电子原子中， 核外电子的能量是不同的，按照电子的____________和主要运动________不同将其分成不同的电子层。
(2)电子层的表示方法：
电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
离核远近 由________到________
能量高低 由________到________
2.原子轨道
(1)类型及形状
①类型：同一电子层中含有不同类型的原子轨道，分别用________、________、________、________表示。
②形状：不同的轨道其形状不相同，s轨道呈________形，p轨道呈____________。
s轨道和p轨道的示意图
(2)数目(电子云伸展方向)及表示方法
①同一类型的原子轨道形状________，但伸展方向____________相同。每一种____________代表一个原子轨道。
②原子轨道表示方法及含有的轨道数
原子轨道符号 ns np nd nf
轨道数目 ______ ______ ______ ______
(3)能量
①相同电子层上原子轨道能量的高低：
ns________np________nd________nf。
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s________2s________3s________4s……。
③电子层和形状均相同的原子轨道的能量________，如p轨道三个互相垂直的轨道npx、npy、npz的能量________。
(4)电子层、原子轨道和电子数的关系
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 1 3 5 7 n2
4 9 9
可容纳的电子数目 2 8 18 32 2n2
3.电子自旋
原子核外电子还存在一种称为“________”的运动，可以有________种不同的状态，通常用向上箭头“________”和向下箭头“________”来表示。
4.电子运动状态描述
其中电子的能量高低由“层” “形”两个方面决定，电子所处的原子轨道是由“层” “形” “伸”三个方面确定的；电子的运动状态则由“层” “形” “伸” “旋”四个方面决定。
1.下列原子轨道的符号错误的是( )
A.2p B.3f
C.4s D.5d
2.下列说法正确的是( )
A.1个s轨道容纳的电子总是2个
B.1个p轨道最多容纳2个电子
C.1个原子不同电子层的s轨道容纳的电子数都不相等
D.1个原子每个电子层容纳的电子数都为2n2
3.(2023·江门台山一中高二期末)下列说法正确的是( )
A.第三电子层有s、p两个类型原子轨道
B.3d轨道最多容纳5个电子
C.第三电子层最多容纳8个电子
D.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2个
4.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是( )
A.在同一原子中，2p、3p、4p……原子轨道数依次增多
B.在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同
C.在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，其运动状态一定相同
D.在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径相同
1.(2023·衡水十四中高二周测)下列叙述中，正确的是( )
A.s、p、d轨道所具有的原子轨道数分别为1、3、5
B.各电子层的轨道都是从s轨道开始到f轨道结束
C.同是s轨道，在不同的电子层中所含原子轨道数是不相同的
D.各电子层含有的原子轨道数为2n2
2.下列关于电子云的叙述不正确的是( )
A.电子云是用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率大小的图形
B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形
C.电子云图说明离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小
D.若电子云的形状与大小不一样，则轨道不同
3.(2023·东莞四中高二期中)下列各轨道中能量最高的是( )
A.4f B.4p
C.3d D.4s
4.根据2pz轨道电子云示意图(如图所示)判断，下列说法错误的是( )
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A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会大
C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D.2pz轨道的形状为两个椭圆球
5.下图是s轨道、p轨道的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s轨道呈________形，每个s轨道有________个原子轨道；p轨道呈________形，每个p轨道有________个原子轨道。
(2)s轨道的原子轨道、p轨道的原子轨道的半径与____________有关，____________越大，原子轨道半径越大。
第一课时 原子核外电子的运动
一、1.(1)质量 不可 (2)电子普遍存在于原子中 (3)α粒子散射 有核模型 原子核上 高速 (4)Ⅰ.①原子轨道 原子轨道 放出能量 吸收能量 ②不连续的 2.(1)①小 负 ②很快 (2)机会的大小
对点训练
1.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。]
2.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.(1)能量差异 区域 (2)K L M N O P Q 近 远 低 高 2.(1)①s p d f ②球 纺锤形 (2)①相同 不一定 伸展方向 ②1 3 5 7 (3)①< < < ②< < < ③相等 相同 3.自旋 两 ↑ ↓
对点训练
1.B [每一电子层的原子轨道类型数与电子层序数相等，且具有的原子轨道依次为s、p、d、f……，M电子层具有的原子轨道类型有s、p、d轨道，没有f轨道。]
2.B [H原子s轨道只有1个电子，A项错误；有的原子不同电子层s轨道的电子数相等，且为2个，C项错误；若该电子层没有排满电子，容纳的电子数就不会是2n2，D项错误。]
3.D [每一电子层包含的轨道类型数等于该电子层的序数，故第三电子层有s、p、d三个类型原子轨道，A错误；d轨道最多容纳的电子数是10，B错误；每一电子层最多容纳的电子数为2n2，第三电子层最多容纳18个电子，C错误；s轨道最多容纳的电子数均为2，D正确。]
4.B [同一原子中，不同电子层，相同类型轨道的轨道数相同，故A错误；在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同，故B正确；在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，其运动状态一定不相同，故C错误；在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径增大，故D错误。]
课堂达标训练
1.A [n为电子层序数，各轨道的原子轨道数按s、p、d的顺序依次为1、3、5，A正确；各电子层的轨道都是从s轨道开始，但是不一定到f轨道结束，如第一电子层只有s轨道，无f轨道，第二电子层只有s、p轨道，无f轨道，B错误；s轨道的原子轨道数为1，则不同的电子层所含的s轨道的原子轨道数是相同的，C错误；各电子层含有的原子轨道数为n2，D错误。]
2.B [电子在原子核外空间做高速运动，其质量很小、惯性小、运动速度很快，我们不可能像描述宏观物体那样指出其运动的轨迹，只能指出其在原子核外空间某处出现机会的多少。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。小黑点密集的地方，表示电子在该处单位体积内出现的概率大；小黑点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率小。]
3.A [依据电子进入轨道的顺序，电子首先进入能量最低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道。电子进入4f、4p、3d、4s轨道的先后顺序为4s、3d、4p、4f，则能量最高的轨道为4f。]
4.C [观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，A正确；电子云中的小点疏密程度代表电子出现的概率大小，所以点密集的地方表明电子出现的机会大，B正确；在图中，电子出现的概率分布关于z轴对称，电子云并不是电子的真实运动轨迹，C错误；2pz轨道电子云形状为两个椭圆球，而不是面，D正确。]
5.(1)球 1 纺锤 3
(2)电子层序数 电子层序数(共56张PPT)
第一单元 原子核外电子的运动
专题2
原子结构与元素性质
第一课时 原子核外电子的运动
1.能举例说明原子结构模型发展演变的历程。
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。
学习目标
一、人类对原子结构的认识
二、原子核外电子的运动特征
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、人类对原子结构的认识
对点训练
1.人类对原子结构的认识演变
(1)19世纪，英国科学家道尔顿提出了近代原子论，认为原子有______、______分割，但该理论无法解释很多事实。
(2)19世纪末，英国物理学家汤姆生发现了电子，提出______________________。
(3)1911年，英国物理学家卢瑟福根据____________实验，提出了原子结构的__________，该理论认为原子的质量主要集中于__________，电子在原子核外空间做______运动。
质量
不可
电子普遍存在于原子中
α粒子散射
有核模型
原子核上
高速
(4)1913年，丹麦物理学家玻尔研究了氢原子的光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型。
Ⅰ.该理论认为：
①原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为__________。核外电子在__________上运动时，既不__________，也不__________。
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__________。
③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
Ⅱ.玻尔原子结构模型的局限性：该模型无法解释氢原子线状光谱的精细结构，更无法解释多电子原子的光谱。
原子轨道
原子轨道
放出能量
吸收能量
不连续的
2.原子核外电子运动特点及电子云
(1)原子核外电子的运动特点
①电子的质量很____，带____电荷。
②电子运动的速度______，接近光速。
(2)电子云图
用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的____________
所得到的图形。
如处于最低能量状态的氢原子的电子云示意图
小
负
很快
机会的大小
1.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( )
C
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
解析 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。
2.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
解析 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。
B
二、原子核外电子的运动特征
对点训练
1.电子层
(1)电子层(n)：在多电子原子中， 核外电子的能量是不同的，按照电子的__________和主要运动______不同将其分成不同的电子层。
(2)电子层的表示方法：
电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
离核远近 由____到____
能量高低 由____到____
能量差异
区域
K
L
M
N
O
P
Q
近
远
低
高
2.原子轨道
(1)类型及形状
①类型：同一电子层中含有不同类型的原子轨道，分别用____、____、____、____表示。
②形状：不同的轨道其形状不相同，s轨道呈____形，p轨道呈________。
s轨道和p轨道的示意图
s
p
d
f
球
纺锤形
(2)数目(电子云伸展方向)及表示方法
①同一类型的原子轨道形状______，但伸展方向________相同。每一种__________代表一个原子轨道。
②原子轨道表示方法及含有的轨道数
原子轨道符号 ns np nd nf
轨道数目 ____ ____ ____ ____
相同
不一定
伸展方向
1
3
5
7
(3)能量
①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns____np____nd____nf。
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s____2s____3s____4s……。
③电子层和形状均相同的原子轨道的能量______，如p轨道三个互相垂直的轨道npx、npy、npz的能量______。
<
<
<
<
<
<
相等
相同
(4)电子层、原子轨道和电子数的关系
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 1 3 5 7 n2
4 9 9
可容纳的 电子数目 2 8 18 32 2n2
3.电子自旋
原子核外电子还存在一种称为“______”的运动，可以有____种不同的状态，通常用向上箭头“____”和向下箭头“____”来表示。
自旋
两
↑
↓
4.电子运动状态描述
其中电子的能量高低由“层” “形”两个方面决定，电子所处的原子轨道是由“层” “形” “伸”三个方面确定的；电子的运动状态则由“层” “形” “伸” “旋”四个方面决定。
1.下列原子轨道的符号错误的是( )
A.2p B.3f C.4s D.5d
解析 每一电子层的原子轨道类型数与电子层序数相等，且具有的原子轨道依次为s、p、d、f……，M电子层具有的原子轨道类型有s、p、d轨道，没有f轨道。
B
2.下列说法正确的是( )
A.1个s轨道容纳的电子总是2个
B.1个p轨道最多容纳2个电子
C.1个原子不同电子层的s轨道容纳的电子数都不相等
D.1个原子每个电子层容纳的电子数都为2n2
解析 H原子s轨道只有1个电子，A项错误；有的原子不同电子层s轨道的电子数相等，且为2个，C项错误；若该电子层没有排满电子，容纳的电子数就不会是2n2，D项错误。
B
3.(2023·江门台山一中高二期末)下列说法正确的是( )
A.第三电子层有s、p两个类型原子轨道
B.3d轨道最多容纳5个电子
C.第三电子层最多容纳8个电子
D.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2个
解析 每一电子层包含的轨道类型数等于该电子层的序数，故第三电子层有s、p、d三个类型原子轨道，A错误；d轨道最多容纳的电子数是10，B错误；每一电子层最多容纳的电子数为2n2，第三电子层最多容纳18个电子，C错误；s轨道最多容纳的电子数均为2，D正确。
D
4.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是( )
A.在同一原子中，2p、3p、4p……原子轨道数依次增多
B.在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同
C.在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，其运动状态一定相同
D.在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径相同
解析 同一原子中，不同电子层，相同类型轨道的轨道数相同，故A错误；在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同，故B正确；在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，其运动状态一定不相同，故C错误；在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径增大，故D错误。
B
课堂达标训练
1.(2023·衡水十四中高二周测)下列叙述中，正确的是( )
A.s、p、d轨道所具有的原子轨道数分别为1、3、5
B.各电子层的轨道都是从s轨道开始到f轨道结束
C.同是s轨道，在不同的电子层中所含原子轨道数是不相同的
D.各电子层含有的原子轨道数为2n2
解析 n为电子层序数，各轨道的原子轨道数按s、p、d的顺序依次为1、3、5，A正确；各电子层的轨道都是从s轨道开始，但是不一定到f轨道结束，如第一电子层只有s轨道，无f轨道，第二电子层只有s、p轨道，无f轨道，B错误；s轨道的原子轨道数为1，则不同的电子层所含的s轨道的原子轨道数是相同的，C错误；各电子层含有的原子轨道数为n2，D错误。
A
2.下列关于电子云的叙述不正确的是( )
A.电子云是用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率大小的图形
B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形
C.电子云图说明离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小
D.若电子云的形状与大小不一样，则轨道不同
B
解析 电子在原子核外空间做高速运动，其质量很小、惯性小、运动速度很快，我们不可能像描述宏观物体那样指出其运动的轨迹，只能指出其在原子核外空间某处出现机会的多少。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。小黑点密集的地方，表示电子在该处单位体积内出现的概率大；小黑点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率小。
3.(2023·东莞四中高二期中)下列各轨道中能量最高的是( )
A.4f B.4p C.3d D.4s
解析 依据电子进入轨道的顺序，电子首先进入能量最低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道。电子进入4f、4p、3d、4s轨道的先后顺序为4s、3d、4p、4f，则能量最高的轨道为4f。
A
4.根据2pz轨道电子云示意图(如图所示)判断，下列说法错误的是( )
C
A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会大
C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D.2pz轨道的形状为两个椭圆球
解析 观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，A正确；电子云中的小点疏密程度代表电子出现的概率大小，所以点密集的地方表明电子出现的机会大，B正确；在图中，电子出现的概率分布关于z轴对称，电子云并不是电子的真实运动轨迹，C错误；2pz轨道电子云形状为两个椭圆球，而不是面，D正确。
5.下图是s轨道、p轨道的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s轨道呈________形，每个s轨道有________个原子轨道；p轨道呈________形，每个p轨道有________个原子轨道。
(2)s轨道的原子轨道、p轨道的原子轨道的半径与____________有关，____________越大，原子轨道半径越大。
球
1
纺锤
3
电子层序数
电子层序数
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.自从19世纪英国科学家道尔顿提出了原子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法正确的是( )
A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题
B.汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的
C.卢瑟福原子结构的有核模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系
D.玻尔的原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱
C
解析 道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，A项错误；汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核中心上这样的问题，B项错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子结构的有核模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，C项正确；玻尔的原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，D项错误。
2.下列说法正确的是( )
A.2p轨道有3个轨道
B.1s、2s、3s的电子云轮廓图形状不同
C.p轨道呈纺锤形，因此p轨道上电子的运动轨迹呈纺锤形
D.同一电子层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
解析 任何p轨道都有3个p轨道，故A正确；不同电子层的s轨道的形状都是球形，只是球的半径不同，故B错误；p轨道呈纺锤形，因此p轨道上电子云密度分布呈纺锤形，不是电子的实际运动轨迹，故C错误；同一电子层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，故D错误。
A
3.下列关于氢原子电子云的说法正确的是( )
A.通常用小点来表示电子的多少，小点密度大，电子数目多
B.小点密度大，单位体积内电子出现的机会大
C.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动
D.电子云是对运动无规律性的描述
解析 小点的疏密表示电子出现机会的大小，不表示电子数目的多少，小点密度大，电子出现的机会大，故A错误、B正确；小点表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故C错误；电子云图反映电子在核外无规则运动时在某点出现的概率，是对运动的概率描述，故D错误。
B
4.下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是( )
A.不同的电子层中的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
解析 A项中不同电子层中的s原子轨道的能量不同，电子层序数越大，能量越高；B项中每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项中每种类型原子轨道里最多可容纳的电子数是原子轨道数目的2倍。
D
5.下列关于d轨道的说法错误的是( )
A.M层才开始出现d轨道
B.d轨道最早出现在第4周期元素
C.3d轨道能量高于3p轨道
D.d轨道有10种空间伸展方向
解析 d轨道开始出现在M层，但最早出现在第4周期元素，3d轨道能量高于3p轨道，A、B、C正确；d轨道有5种空间伸展方向，D错误。
D
6.符号3px所代表的含义是( )
A.px轨道上有3个电子
B.第三电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
解析 p轨道有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道，最多只容纳2个电子。
D
7.对p轨道电子云的形状叙述正确的是( )
A.球形对称
B.极大值在x、y、z轴上的纺锤形
C.玫瑰花形
D.互相垂直的花瓣形
解析 不同原子轨道的电子云形状不同，s轨道的电子云形状为球形对称；
p轨道的电子云为纺锤形，是极大值在x、y、z轴上的纺锤形。
B
8.(2023·江西九校联考)下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )
A.不同电子层的s轨道的原子轨道半径相同
B.通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大
C.p轨道的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增大，p原子轨道数也在增多
D.黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大
解析 s轨道的原子轨道呈球形，但不同电子层的轨道半径不同，A错误；小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不表示电子数目，B错误；p轨道的原子轨道呈纺锤形，每个p轨道都含有3个相互垂直的轨道，C错误；小黑点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内电子出现的概率大，D正确。
D
9.(2023·北京昌平一中高二期末)下列关于轨道的说法正确的是( )
A.所有电子层都包含p轨道
B.p轨道的能量一定比s轨道的高
C.3p轨道有两个轨道
D.2p、3p、4p轨道的轨道数相同
解析 K电子层仅包括1s轨道这一种轨道，不包含p轨道，A错误；同一电子层不同轨道之间能量关系是p轨道的能量一定比s轨道的高；但若电子层序数不同，就不符合该关系，如3s轨道的能量比2p轨道的能量高，B错误；3p轨道上有三个原子轨道，C错误；2p、3p、4p轨道的轨道数相同，都是3个轨道，D正确。
D
10.N电子层所含原子轨道类型数、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
解析 每一电子层包含的原子轨道类型数等于该电子层的序数，每类原子轨道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……排序的各类轨道可以容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，形状相同的原子轨道所能容纳的最多电子数相同。N电子层含有4类原子轨道，共16个原子轨道，容纳的最多电子数为32个。
D
11.如图是s类型轨道和p类型轨道的原子轨道示意图，下列说法正确的是( )
C
A.s类型轨道和p类型轨道的原子轨道形状相同
B.每个p类型轨道都有6个原子轨道
C.s类型轨道的原子轨道的半径与电子层序数有关
D.px原子轨道上的能量都相同
解析 A.s类型轨道为球形，p类型轨道为纺锤形，原子轨道形状不相同，A错误；B.每个p类型轨道只有3个原子轨道，B错误；C.电子层序数越小，s类型轨道的原子轨道的半径越小，C正确；D.如轨道能量4px>3px，D错误。
12.下列说法正确的是( )
①原子中处于n＝3状态的电子跃迁到n＝2的状态时需放出能量
②n＝4的电子层可以有5个类型原子轨道
③3pz表示有3个pz轨道
④在原子中，电子的运动状态可由电子层、原子轨道类型、原子轨道在空间的伸展方向及电子的自旋状态来描述
⑤2s电子云有两种空间取向
A.①④ B.②⑤ C.①②③ D.③④⑤
A
解析 ①原子中电子从能量高的电子层跃迁到能量低的电子层会放出能量；②每个电子层具有的原子轨道类型数目等于电子层的序数；③3pz表示第三电子层中的pz轨道；④在原子中，每一个电子的运动状态都要从电子层、原子轨道类型、原子轨道在空间伸展方向、电子自旋状态来描述；⑤所谓电子云的空间取向，即原子轨道，ns、np、nd、nf的原子轨道数分别为1、3、5、7，与n值无关。
13.下列关于电子层与原子轨道的说法中正确的是( )
A.原子核外电子的每个电子层最多可容纳的电子数为n2
B.任一电子层的原子轨道总是从s轨道开始，而且原子轨道类型数等于该电子层序数
C.同是s轨道，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的
D.原子轨道能量：4s>4d
解析 A项，每一电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项，只要是s能级，不论哪一电子层，所容纳的最多电子数都为2；D项，原子轨道能量：4d>4s。
B
14.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类型的原子轨道，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.处在同一类型原子轨道中的电子(基态)能量一定相同
a
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________种不同类型原子轨道的电子，有________种不同运动状态的电子。
1s<3d
3s<3p<3d
2p<3p<4p
3px＝3py＝3pz
4
5
13
15.回答下列问题：
(1)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。
A.2s B.2d
C.3p D.3f
(2)基态Si原子中，电子占据的能量最高电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________，实际容纳的电子数为_______。
AC
M
9
4
解析 (1)L电子层只有s、p能级，M电子层只有s、p、d能级，故选AC。(2)根据核外电子排布规律，能量高的在离核远的电子层运动，基态Si原子有K、L、M三个电子层，电子占据的能量最高电子层为M层。该层有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道共9个轨道，Si原子M层实际容纳的有4个电子。
B级 素养培优练
16.对于钠原子的第二电子层的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(基态)的能量不同
D.电子云空间伸展的方向不同
D
解析 2px、2py、2pz所表示的是同一电子层同一类型的不同原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的电子云轮廓图形状、原子轨道都是纺锤形的，都是轴对称图形；在空间伸展方向上，2px电子云沿x轴方向伸展，2py电子云沿y轴方向伸展，2pz电子云沿z轴方向伸展。
17.下列说法正确的是( )
A.同一个电子层中s轨道的能量总是大于p轨道的能量
B.2s原子轨道半径比1s大，说明2s的电子云中的电子比1s的多
C.第二电子层上的电子，不论在哪一个原子轨道上，其能量都相等
D.N电子层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
解析 同一电子层中，s轨道的能量小于p轨道的能量，A不正确；2s原子轨道半径比1s大，说明2s电子在离核更远的区域出现的机会比1s电子的大，B不正确；当电子在同一电子层的不同能级上时，其能量不相同，C不正确；对于N电子层，n＝4，其轨道类型数为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。
D
18.回答下列问题：
(1)n＝2的电子层有________种类型的原子轨道，________种形状不同的电子云，有________个原子轨道，最多容纳________个电子。
(2)用相应的符号描述电子层序数为2的所有的原子轨道___________________。
(3)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________。
2
2
4
8
2s、2px、2py、2pz
N
球形
解析 (1)第2电子层有s、p两种类型的原子轨道，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)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。作业3 原子核外电子的运动
(分值:100分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~13题,每题5分,共65分)
1.自从19世纪英国科学家道尔顿提出了原子学说,人类对原子结构的认识就不断深入、发展,并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法正确的是 ( )
道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球,故不能解释任何问题
汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的
卢瑟福原子结构的有核模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系
玻尔的原子结构模型引入了量子化的概念,能够成功解释所有的原子光谱
2.下列说法正确的是 ( )
2p轨道有3个轨道
1s、2s、3s的电子云轮廓图形状不同
p轨道呈纺锤形,因此p轨道上电子的运动轨迹呈纺锤形
同一电子层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
3.下列关于氢原子电子云的说法正确的是 ( )
通常用小点来表示电子的多少,小点密度大,电子数目多
小点密度大,单位体积内电子出现的机会大
通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动
电子云是对运动无规律性的描述
4.下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是 ( )
不同的电子层中的s原子轨道的能量相同
原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2
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
电子层中所含有的原子轨道类型数等于该电子层序数
5.下列关于d轨道的说法错误的是 ( )
M层才开始出现d轨道
d轨道最早出现在第4周期元素
3d轨道能量高于3p轨道
d轨道有10种空间伸展方向
6.符号3px所代表的含义是 ( )
px轨道上有3个电子
第三电子层px轨道有3个伸展方向
px电子云有3个伸展方向
第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
7.对p轨道电子云的形状叙述正确的是 ( )
球形对称
极大值在x、y、z轴上的纺锤形
玫瑰花形
互相垂直的花瓣形
8.(2023·江西九校联考)下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是 ( )
不同电子层的s轨道的原子轨道半径相同
通常用小黑点来表示电子的多少,黑点密度大,电子数目大
p轨道的原子轨道呈纺锤形,随着电子层序数的增大,p原子轨道数也在增多
黑点密度大,单位体积内电子出现的机会大
9.(2023·北京昌平一中高二期末)下列关于轨道的说法正确的是 ( )
所有电子层都包含p轨道
p轨道的能量一定比s轨道的高
3p轨道有两个轨道
2p、3p、4p轨道的轨道数相同
10.N电子层所含原子轨道类型数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为 ( )
3、9、18 4、12、24
5、16、32 4、16、32
11.如图是s类型轨道和p类型轨道的原子轨道示意图,下列说法正确的是 ( )
s类型轨道和p类型轨道的原子轨道形状相同
每个p类型轨道都有6个原子轨道
s类型轨道的原子轨道的半径与电子层序数有关
px原子轨道上的能量都相同
12.下列说法正确的是 ( )
①原子中处于n=3状态的电子跃迁到n=2的状态时需放出能量
②n=4的电子层可以有5个类型原子轨道
③3pz表示有3个pz轨道
④在原子中,电子的运动状态可由电子层、原子轨道类型、原子轨道在空间的伸展方向及电子的自旋状态来描述
⑤2s电子云有两种空间取向
①④ ②⑤
①②③ ③④⑤
13.下列关于电子层与原子轨道的说法中正确的是 ( )
原子核外电子的每个电子层最多可容纳的电子数为n2
任一电子层的原子轨道总是从s轨道开始,而且原子轨道类型数等于该电子层序数
同是s轨道,在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的
原子轨道能量:4s>4d
14.(13分)回答下列问题:
(1)(3分)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类型的原子轨道,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)(3分)下列说法正确的是 。
A.一个原子轨道上只能有1个电子
B.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.处在同一类型原子轨道中的电子(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 种不同类型原子轨道的电子,有 种不同运动状态的电子。
15.(5分)回答下列问题:
(1)(2分)可正确表示原子轨道的是 (填字母)。
A.2s B.2d
C.3p D.3f
(2)(3分)基态Si原子中,电子占据的能量最高电子层符号为 ,该电子层具有的原子轨道数为 ,实际容纳的电子数为 。
B级 素养培优练
(16~17题,每题5分,共10分)
16.对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异,下列说法正确的是 ( )
电子云形状不同
原子轨道的对称类型不同
电子(基态)的能量不同
电子云空间伸展的方向不同
17.下列说法正确的是 ( )
同一个电子层中s轨道的能量总是大于p轨道的能量
2s原子轨道半径比1s大,说明2s的电子云中的电子比1s的多
第二电子层上的电子,不论在哪一个原子轨道上,其能量都相等
N电子层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
18.(7分)回答下列问题:
(1)(4分)n=2的电子层有 种类型的原子轨道, 种形状不同的电子云,有 个原子轨道,最多容纳 个电子。
(2)(1分)用相应的符号描述电子层序数为2的所有的原子轨道 。
(3)(2分)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 。
作业3 原子核外电子的运动
1.C [道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，A项错误；汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核中心上这样的问题，B项错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子结构的有核模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，C项正确；玻尔的原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，D项错误。]
2.A [任何p轨道都有3个p轨道，故A正确；不同电子层的s轨道的形状都是球形，只是球的半径不同，故B错误；p轨道呈纺锤形，因此p轨道上电子云密度分布呈纺锤形，不是电子的实际运动轨迹，故C错误；同一电子层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，故D错误。]
3.B [小点的疏密表示电子出现机会的大小，不表示电子数目的多少，小点密度大，电子出现的机会大，故A错误、B正确；小点表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故C错误；电子云图反映电子在核外无规则运动时在某点出现的概率，是对运动的概率描述，故D错误。]
4.D [A项中不同电子层中的s原子轨道的能量不同，电子层序数越大，能量越高；B项中每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项中每种类型原子轨道里最多可容纳的电子数是原子轨道数目的2倍。]
5.D [d轨道开始出现在M层，但最早出现在第4周期元素，3d轨道能量高于3p轨道，A、B、C正确；d轨道有5种空间伸展方向，D错误。]
6.D [p轨道有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道，最多只容纳2个电子。]
7.B [不同原子轨道的电子云形状不同，s轨道的电子云形状为球形对称；p轨道的电子云为纺锤形，是极大值在x、y、z轴上的纺锤形。]
8.D [s轨道的原子轨道呈球形，但不同电子层的轨道半径不同，A错误；小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不表示电子数目，B错误；p轨道的原子轨道呈纺锤形，每个p轨道都含有3个相互垂直的轨道，C错误；小黑点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内电子出现的概率大，D正确。]
9.D [K电子层仅包括1s轨道这一种轨道，不包含p轨道，A错误；同一电子层不同轨道之间能量关系是p轨道的能量一定比s轨道的高；但若电子层序数不同，就不符合该关系，如3s轨道的能量比2p轨道的能量高，B错误；3p轨道上有三个原子轨道，C错误；2p、3p、4p轨道的轨道数相同，都是3个轨道，D正确。]
10.D [每一电子层包含的原子轨道类型数等于该电子层的序数，每类原子轨道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……排序的各类轨道可以容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，形状相同的原子轨道所能容纳的最多电子数相同。N电子层含有4类原子轨道，共16个原子轨道，容纳的最多电子数为32个。]
11.C [A.s类型轨道为球形，p类型轨道为纺锤形，原子轨道形状不相同，A错误；B.每个p类型轨道只有3个原子轨道，B错误；C.电子层序数越小，s类型轨道的原子轨道的半径越小，C正确；D.如轨道能量4px>3px，D错误。]
12.A [①原子中电子从能量高的电子层跃迁到能量低的电子层会放出能量；②每个电子层具有的原子轨道类型数目等于电子层的序数；③3pz表示第三电子层中的pz轨道；④在原子中，每一个电子的运动状态都要从电子层、原子轨道类型、原子轨道在空间伸展方向、电子自旋状态来描述；⑤所谓电子云的空间取向，即原子轨道，ns、np、nd、nf的原子轨道数分别为1、3、5、7，与n值无关。
13.B [A项，每一电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项，只要是s能级，不论哪一电子层，所容纳的最多电子数都为2；D项，原子轨道能量：4d>4s。]
14.(1)a (2)D (3)①1s<3d ②3s<3p<3d ③2p<3p<4p
④3px＝3py＝3pz (4)4 5 13
15.(1)AC (2)M 9 4
解析(1)L电子层只有s、p能级，M电子层只有s、p、d能级，故选AC。(2)根据核外电子排布规律，能量高的在离核远的电子层运动，基态Si原子有K、L、M三个电子层，电子占据的能量最高电子层为M层。该层有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道共9个轨道，Si原子M层实际容纳的有4个电子。
16.D [2px、2py、2pz所表示的是同一电子层同一类型的不同原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的电子云轮廓图形状、原子轨道都是纺锤形的，都是轴对称图形；在空间伸展方向上，2px电子云沿x轴方向伸展，2py电子云沿y轴方向伸展，2pz电子云沿z轴方向伸展。]
17.D [同一电子层中，s轨道的能量小于p轨道的能量，A不正确；2s原子轨道半径比1s大，说明2s电子在离核更远的区域出现的机会比1s电子的大，B不正确；当电子在同一电子层的不同能级上时，其能量不相同，C不正确；对于N电子层，n＝4，其轨道类型数为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。]
18.(1)2 2 4 8 (2)2s、2px、2py、2pz
(3)N 球形
解析(1)第2电子层有s、p两种类型的原子轨道，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)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。
