第1节 原子结构模型
1.自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子论，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完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是（ ）
A.道尔顿的原子论将原子看作实心球，故不能解释任何问题
B.汤姆孙“葡萄干布丁”模型成功解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的
C.卢瑟福核式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.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.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
D.s能级的原子轨道半径与能层序数有关
3.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，判断下列叙述正确的是（ ）
A.因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做圆周运动
B.3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子（基态）的能量不同
C.在同一能级上运动的电子，其能量不相同
D.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
4.图1和图2分别是1s电子的电子云图和原子轨道图。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，有无数对称轴 D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置
5.下列说法中正确的是（ ）
A.多电子原子的所有电子在同一区域里运动
B.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
C.处于最低能量状态的原子叫基态原子
D.同一原子中，1s、2s、3s能级的原子轨道数目越来越多
6.以下现象与核外电子的跃迁有关的是（ ）
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光 ④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花 ⑦日光灯通电发光
⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
7.下列说法中正确的是（ ）
A.因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
B.M电子层有3s、3p、3d三个轨道
C.电子云图形象地描述了电子在核外空间某处单位体积内的概率分布
D.原子的L层有1个能级
8.下列对核外电子运动状态的描述正确的是（ ）
A.电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B.电子层数为3时，有3s、3p、3d三个能级
C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道
D.在同一能级上运动的电子，其原子轨道肯定相同
9.下列说法正确的是（ ）
A.同一个电子层中s能级的能量总是大于p能级的能量
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层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
10.下列说法正确的是（n表示电子层）（ ）
A.一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低
B.一般n越大，电子层中的能级数越多
C.对于确定的n值，其原子轨道数为2n2个
D.自旋状态随原子轨道的具体情况而确定
11.下列说法正确的是（ ）
A.s轨道电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B.电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外空间电子数目越多
C.ns能级的原子轨道图可表示为
D.3d表示d能级有3个轨道
12.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会放出能量
②M层可以有s、p、d、f能级
③3pz表示有3个pz轨道
④2s电子云呈球形对称
A.①②③ B.①④
C.②⑤ D.③④
13.下列说法正确的是（n表示电子层序数）（ ）
A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
B.各电子层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C.各电子层含有的能级数为n－1
D.各电子层含有的电子数为2n2
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。
（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。
（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原子轨道示意图的形状为 。
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 （填字母序号）。
a.最易失去的电子能量最高
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.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
d.在离核最近区域内运动的电子能量最低
（2）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： 。
16.下表给出了四种元素的相关信息，且X、Y、Z、W均为短周期元素。
元素 相关信息
X 在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
Y 工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
Z 植物生长营养元素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
W 室温下其单质呈粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
根据上述信息填空：
（1）Y元素的基态原子含有 个电子层，其中第二电子层的能级有 ，画出W的原子结构示意图： 。
（2）Z与X形成的某一化合物能和Z与Y形成的另一无色化合物（这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2）一起用作火箭助推剂，写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式： 。
第1节 原子结构模型
1.C 道尔顿的原子论成功解释了质量守恒定律等规律，A错误；汤姆孙“葡萄干布丁”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心上这样的问题，B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式模型，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正确；玻尔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错误。
2.D s能级的原子轨道为球形，p能级的原子轨道为哑铃形，轨道形状不相同，A说法错误；每个p能级都有3个原子轨道，B说法错误；钠原子有1s、2s、2p、3s，4个能级，6个原子轨道，则11个电子在6个轨道上高速运动，C说法错误。
3.D s轨道是球形的，这是电子云图的形状，而不是电子在做圆周运动，A错误；p能级有3个原子轨道，相同电子层上的p轨道能量相同，则＝＝，B错误；同一能级上电子的能量相同，C错误；原子轨道和电子云都可用来形象地描述电子运动状态，D正确。
4.C 单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小，A错误；图2是原子轨道图，取电子云的90％的部分即出现概率较大的部分，界面外出现电子的概率为10％，B错误；1s轨道呈球形，球形有无数对称轴，C正确；图1中的小点表示电子在原子核外某处出现的概率，D错误。
5.C 原子核外有多电子时，电子的能量不尽相同，电子不可能都在同一区域里运动，而是分层排布的，A项错误；能量低的电子在离原子核近的区域里运动，而能量高的电子在离核远的区域，B项错误；能量最低的状态称为基态，则处于最低能量状态的原子叫基态原子，C项正确；s能级均只有1个原子轨道，D项错误。
6.A 霓虹灯、激光器、焰火及日光灯等工作过程中产生的光，都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到较高能级，然后电子从较高能级跃迁到较低能级的过程中辐射出的光能；石油蒸馏、冷却结晶的过程都是物质发生物理变化的过程，其中伴随的能量变化是热能的变化；棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现象，而不是光的产生。
7.C p轨道是哑铃形，表示的是电子出现频率高的“区域”的形状，而不是电子的运动轨迹，A错误；第三电子层，有3s、3p、3d三个能级，共有9个轨道，B错误；L层的电子层序数n＝2，有2个能级，D错误。
8.B A项，质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，没有固定的运动轨道；B项，第三电子层有3s、3p、3d三个能级；C项，氢原子中只有1个电子，只填充1s轨道，但还存在其他空轨道；D项，如p能级有px、py、pz三个原子轨道，则p能级上的电子运动的原子轨道不一定相同。
9.D 同一电子层中，s能级的能量小于p能级的能量，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概率比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层，n＝4，其轨道类型数（能级数）为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。
10.B 随n值增大，电子离核越来越远，但电子能量越来越高，A项错误；能级数＝电子层序数，电子层数越大，其能级数越多，B项正确；一个电子层（电子层序数为n）上的原子轨道数为n2，C项错误；自旋状态与原子轨道无关，D项错误。
11.C s轨道电子云呈球形，但量子力学中的轨道不是圆周轨道，也不是其他经典意义上的固定轨道，A项错误；电子云中的小黑点的疏密程度仅表示在此区域出现的概率，B项错误；s能级原子轨道为球形，C项正确；3d表示第三电子层上的d能级，D项错误。
12.B ①原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层是由较高电子层跃迁到较低电子层，会放出能量，正确；②M层有s、p、d三个能级，没有f能级，错误；③3pz表示第三电子层的pz轨道，错误；④2s电子云呈球形对称，正确。
13.A 任一电子层，能级数＝电子层序数，即当n＝1时，它只有一个s能级，当n＝2时，含有的两个能级分别为s能级、p能级，B、C项错误；每个电子层最多能容纳2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子，D项错误。
14.（1）2 2 4 （2）2s、2px、2py、2pz
（3）电子云图 （4）N 球形
解析：（1）第二电子层有2s、2p两个能级，有两种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz四个原子轨道。
（2）n＝2的原子轨道有2s、2px、2py、2pz。
（3）电子在原子核外出现的概率密度分布像一团云雾，因而形象地称为电子云图。
（4）K原子核外有四个电子层，最外层为N层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，其原子轨道示意图为球形。
15.（1）c （2）1s＜3d 3s＜3p＜3d 2p＜3p＜4p 3px＝3py＝3pz
解析：（1）能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，a项正确；多电子原子在第n层中不同能级的能量大小顺序为E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf），b项正确；同一电子层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高，c项错误；离核越近，电子能量越低，d正确。
（2）在多电子原子中，原子轨道能量的高低存在如下规律：①形状相同的原子轨道能量的高低顺序为1s＜2s＜3s＜4s…，3d＜4d＜5d…；②相同电子层上原子轨道能量的高低顺序为ns＜np＜nd＜nf；④电子层和能级均相同的原子轨道的能量相等，如3px＝3py＝3pz，原子轨道的能量高低顺序依次为①1s＜3d；②3s＜3p＜3d；③2p＜3p＜4p；④3px＝3py＝3pz。
16.（1）2 2s和2p
（2）2N2H4＋N2O43N2＋4H2O
解析：（1）氢气是一种清洁燃料，所以X为氢元素；臭氧对紫外线有吸收作用，是保护地球地表环境的重要屏障，所以Y为氧元素，其基态原子含有K层与L层两个电子层，L层为第二电子层，有两个能级，即2s和2p；氮、磷、钾是植物生长营养元素，N2O俗名“笑气”，是早期医疗中使用的麻醉剂，所以Z为氮元素；单质硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，所以W为硫元素。（2）氮和氢形成的原子个数比为1∶2的化合物为N2H4，氮和氧形成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2和N2O4，其中N2O4是无色气体，NO2是红棕色气体，N2H4和N2O4反应生成无毒的N2和H2O。
4 / 4第1章 原子结构与元素性质
第1节 原子结构模型
课程 标准 1.了解有关原子结构模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。 2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不连续），电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 3.知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子轨道和电子云模型来描述
分点突破（一） 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1.原子结构模型的演变
道尔顿原子论 1803 年，英国化学家道尔顿提出
汤姆孙“葡萄干布丁”模型 1904年，汤姆孙在发现 的基础上提出原子结构的“葡萄干布丁”模型，开始涉及原子内部的结构
卢瑟福核式模型 1911 年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出原子结构的核式模型
玻尔原子结构模型 1913 年，丹麦科学家玻尔根据原子光谱实验，进一步建立起 的原子结构模型
量子力 学模型 20世纪20年代中期，建立量子力学理论，产生了原子结构的量子力学模型
2.光谱和氢原子光谱
（1）光谱
许多物质都能够 光或 光。人们常常利用原子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的 记录下来，就得到所谓的光谱。
（2）氢原子光谱
由具有特定波长、彼此分立的谱线组成，属于 光谱。
3.玻尔的原子结构模型
（1）基本观点
①运动轨迹
原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且 能量。
②能量分布
a.在不同轨道上运动的电子具有 的能量（E），而且能量值是 的，这称为能量“量子化”。
b.轨道能量依n值（1、2、3、…）的增大而 ，n称为量子数。对氢原子而言，电子处在n＝1的轨道时能量最低，这种状态称为基态；能量高于基态能量的状态，称为 。
③电子跃迁
只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。当辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录时，就形成了 。
（2）贡献
成功地解释了氢原子光谱是 光谱的实验事实，阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，指出了电子所处的轨道的能量是 的。
4.基态、激发态和原子光谱
（1）基态原子和激发态原子的转化
（2）焰色试验的原理
焰色试验是电子跃迁的结果，某些金属原子中的电子在能量不同的轨道上跃迁，从而产生了特定的焰色，据此可以辨别元素。
节日燃放的焰火，五颜六色、美轮美奂，而激光的颜色很纯，能量高度集中，广泛应用在工业、军事、医学、探测、通信等方面。
【交流讨论】
1.节日焰火和激光为什么会产生不同颜色的光？
2.焰色试验属于物理变化还是化学变化？
1.最早成功解释氢原子光谱为线状光谱的原子结构模型是（ ）
A.卢瑟福原子结构模型
B.玻尔原子结构模型
C.量子力学模型
D.汤姆孙原子结构模型
2.下列有关光谱的说法中不正确的是（ ）
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射）
B.霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁辐射能量有关
C.通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素
D.原子只有发射光谱
3.下列叙述不正确的是（ ）
A.原子的核外电子所处的能量最低的状态称为基态
B.原子的核外电子吸收能量所处的高于基态的状态称为激发态
C.焰色试验是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道时产生的
D.原子的核外电子由能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，辐射的能量可能以光的形式表现出来
分点突破（二） 量子力学对原子核外电子运动状态的描述
1.电子层（n）
（1）电子层的含义
在含有多个核外电子的原子中，电子的能量往往是不同的。 人们根据 和 ，认为核外电子分别处于不同的电子层上，习惯上人们用量子数n表示电子层。
（2）电子层的表示方法
n 1 2 3 4 5 …
对应电子层 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 …
符号 K L M N O …
离核 远近 近→远
能量 高低 低→高
2.能级
（1）能级的含义
在同一电子层中，电子所具有的能量可能 ，所以同一电子层可分成不同的 ，用 等表示。处于同一能级的电子能量 。
（2）能级的表示方法
电子层符号 K L M N O P Q
能级 符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … …
（3）电子层与能级之间的关系
①电子层与能级类似楼层与阶梯之间的关系，在每一个电子层中，能级符号顺序是ns、np、nd、nf…（如图所示）。
②任一电子层的能级总是从s能级开始，能级数等于该电子层的序数：第一电子层只有1个能级（1s），第二电子层有2个能级（2s和2p），第三电子层有3个能级（3s、3p和3d）。
③每一电子层的能级数＝电子层序数（n）。
3.原子轨道
（1）概念：描述原子中单个电子的 。
（2）n值所对应的能级和原子轨道的情况
①电子层数为n的状态含有n2个原子轨道。当n＝1时，有 个能级，记为1s，共有 个原子轨道；当 n＝2 时，有 个能级，记为2s、2p，共有 个原子轨道，包括1个s轨道和3个p轨道（分别记为2s、2px、2py、2pz）；当n＝3时，有 个能级，分别记为3s、3p、3d，有 个原子轨道，记为3s、3px、3py、3pz，还有5个d轨道。
②每一电子层的能级数＝原子轨道类型数。
（3）自旋状态
处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有 种，分别用符号“ ”和“ ”表示。
（4）原子轨道的图形描述
①原子轨道
含义：原子中单个电子的 即原子轨道。
②s轨道
s能级的原子轨道是球形的，电子层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，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。
③p轨道
p能级的原子轨道是轴对称的，每个p能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz为符号。p能级的原子轨道的平均半径也随电子层序数的增大而增大。
（5）电子云图
①概念：描述电子在核外空间某处单位体积内的 的图形。
②含义：用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现 的大小。
【交流讨论】
1.电子云图上的每个小点表示1个电子吗？
2.电子云图上的每个小点代表电子的实际运动轨迹吗？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）同一电子层中不同能级的能量高低相同。（ ）
（2）不同电子层中的s能级的能量高低相同。（ ）
（3）对于确定的n值，其对应的电子层的原子轨道数为n2。（ ）
（4）1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动。（ ）
（5）电子云图中，小点越密集，说明该原子核外空间电子越多。（ ）
2.下列各表示式中轨道数最少的是（ ）
A.3d B.4p
C.4f D.7s
3.下列说法正确的是（ ）
A.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量相同
B.同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D.各电子层含有的原子轨道数为n2（n为电子层序数）
电子层、能级和原子轨道（理解与辨析）
硫有很重要的用途。世界上每年消耗大量的硫，其中一部分用于制造硫酸，另一部分用于橡胶制品、纸张、硫酸盐、硫化物等的生产，还有一部分硫用于农业和漂染、医药等。
1.硫元素的原子核外共有多少个电子层？最外电子层上的能级符号如何表示？
2.硫元素原子的次外层上有多少个原子轨道？
【规律方法】
1.电子层数（n）、能级数、原子轨道数的关系
n（电子层） 能级 原子轨道
取值 符号 符号 符号 数目 合计
1 K s 1s 1 1
2 L s 2s 1 4
p 2px、2py、2pz 3
3 M s 3s 1 9
p 3px、3py、3pz 3
d 3d 5
4 N s 4s 1 16
p 4px、4py、4pz 3
d 4d 5
f 4f 7
n … n2
【提醒】 每一电子层的轨道数＝电子层序数平方（n2）
2.不同原子轨道能量高低的关系
不同电子层不同能级ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np。
【迁移应用】
1.在多电子原子中，决定轨道能量的是（ ）
A.电子层
B.电子层和能级
C.电子层、能级和原子轨道空间分布
D.原子轨道空间分布和电子自旋状态
2.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，1s、2s、3s能级的原子轨道数逐渐增多
B.在同一能级上运动的电子，其能量相同
C.H的K层和Na的M层均只有1个电子，所以H的K层和Na的M层的原子轨道数相同
D.在同一原子中，1s、2s、3s、4s…能级的原子轨道的半径相同
3.量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状态。下列关于原子轨道的叙述中错误的是（ ）
A.原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同
B.第n电子层上共有n2个原子轨道
C.任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道
D.处于同一原子轨道上的电子，自旋状态不同
1.下列能级中轨道数为5的是（ ）
A.s能级 B.p能级
C.d能级 D.f能级
2.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
3.关于电子在核外运动状态的描述，下列说法错误的是（ ）
A.电子在原子核外是分层运动的
B.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
C.原子核外电子的运动状态是由电子层、能级、原子轨道、电子自旋状态决定的
D.原子轨道伸展方向与能量大小无关
4.（1）K层有 个能级，用符号表示为 ；L层有 个能级，用符号分别表示为 ；M层有 个能级，用符号分别表示为 。由此可推知，第n电子层最多可能有 个能级，能量最低的两个能级的符号分别表示为 、 ，它们的电子云形状分别为 、 。
（2）比较下列多电子的原子轨道的能量高低（填“＞”“＜”或“＝”）。
①2s 3s
②2s 3d
③2px 2py
④4f 6f
第1节 原子结构模型
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.原子论 电子 核外电子分层排布 2.（1）吸收 发射 频率（或波长）和强度分布 （2）线状 3.（1）①不辐射 ②不同 不连续 升高 激发态 ③光谱 （2）线状 量子化
探究活动
交流讨论
1.提示：节日焰火和激光的产生，都是由于某些元素原子中的电子吸收能量后发生跃迁，使原子转化为激发态原子，当电子由高能级跃迁回低能级时，会以光的形式辐射能量，从而形成美丽的焰火和不同颜色的激光。
2.提示：物理变化。
自主练习
1.B 玻尔原子结构模型最早成功解释了氢原子光谱为线状光谱；汤姆孙原子结构模型只解释了原子中存在电子的问题（是在发现电子的基础上提出来的），其原子结构模型为“葡萄干布丁”模型；卢瑟福原子结构模型是根据α粒子散射实验提出来的，解决了原子核的问题（带正电的部分集中在一个核上）；量子力学模型是在量子力学理论的基础上提出来的，是一个统计的结果。
2.D 原子既有发射光谱，也有吸收光谱，D错误。
3.C
分点突破（二）
师生互动
1.（1）电子的能量差异 离核远近 2.（1）不同 能级
s、p、d、f 相同 3.（1）空间运动状态 （2）①1 1 2 4 3 9 （3）两 ↑ ↓ （4）①空间运动状态 （5）①概率分布 ②概率
探究活动
交流讨论
1.提示：小点不表示电子，电子云图就是用小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小。
2.提示：电子云表示电子在核外空间某处出现的概率，不代表电子的运动轨迹；电子云图中小点的疏密表示电子出现概率的大小，密：概率大；疏：概率小。
自主练习
1.（1）× （2）× （3）√ （4）× （5）×
2.D 3d的轨道数为5；4p的轨道数为3；4f的轨道数为7；7s的轨道数为1；轨道数最少的是7s，选D。
3.D 同一能级，电子层序数越大，能级上电子的能量越大，A错误；同一原子中，各p能级的轨道数相等，都为3，B错误；能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，C错误；第n电子层含有n2个原子轨道，D正确。
【关键能力·细培养】
1.提示：硫元素的原子核外共有3个电子层；第三电子层上的能级符号分别是3s、3p、3d。
2.提示：硫元素原子的次外层为第二电子层，有2个能级，4个原子轨道。
迁移应用
1.B 在多电子原子中，轨道能量由电子层和能级决定。
2.B 在同一原子中，各s能级都只有1个原子轨道，A项错误；电子能量与电子层和能级有关，处于同一电子层相同能级上的电子，即使处在不同的原子轨道上，其能量也是相同的，B项正确；虽然H的K层和Na的M层均只有1个电子，但K层和M层的原子轨道数不相同，分别为1和9，C项错误；虽然s能级的原子轨道的形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s…的顺序，电子的能量逐渐增大，原子轨道的半径逐渐增大，D项错误。
3.A 原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同，它是指电子出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A错误；第n电子层上共有n2个原子轨道，B正确；任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道，C正确；处于同一原子轨道上的电子，自旋状态不同，D正确。
【教学效果·勤检测】
1.C s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，d能级有5个原子轨道，f能级有7个原子轨道，则能级中轨道数为5的是d能级。
2.D 2px、2py、2pz所表示的是同一能级中的三个不同的原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的电子云、原子轨道都是哑铃形的，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。综上A、B、C错误，D正确。
3.B 根据能量的高低，电子在原子核外是分层排布的，离原子核越远的电子，其能量越大，A正确；在基态多电子原子中，p轨道电子的能量不一定高于s轨道电子的能量，如4s电子比2p电子能量高，B错误；在多电子的原子中，电子的运动分为不同电子层，电子层又分别有不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，电子还有自旋运动，C正确；离原子核越远的电子，其能量越大，则p原子轨道电子的平均能量随电子层的增大而增加，所以电子云伸展方向与能量大小无关，D正确。
4.（1）1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n ns np 球形 哑铃形 （2）①＜ ②＜ ③＝ ④＜
解析：（1）第n电子层有n个能级，核外电子的能量高低取决于该电子所处的电子层和能级，则K层有1个能级，用符号表示为1s；L层有2个能级，用符号分别表示为2s、2p；M层有3个能级，用符号分别表示为3s、3p、3d；第n电子层中能量最低的两个能级的符号分别为ns、np；s轨道和p轨道电子云形状分别为球形、哑铃形。
（2）相同电子层上原子轨道能量高低顺序是ns＜np＜nd＜nf；相同形状的原子轨道能量随n值增大而升高，如1s＜2s＜3s…，同一电子层上形状相同的原子轨道具有相同的能量，如npx＝npy＝npz，则①2s＜3s；②2s＜3d；③2px＝2py；④4f＜6f。
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第1节 原子结构模型
课程 标准 1.了解有关原子结构模型的历史发展过程，认识核外电
子的运动特点。
2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不
连续），电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发
生激发与跃迁。
3.知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子
轨道和电子云模型来描述
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1. 原子结构模型的演变
道尔顿原子论 1803 年，英国化学家道尔顿提出
汤姆孙“葡萄干布
丁”模型 1904年，汤姆孙在发现 的基础上提出
原子结构的“葡萄干布丁”模型，开始涉及原
子内部的结构
卢瑟福核式模型 1911 年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实
验提出原子结构的核式模型
原子论
电子
玻尔原子结构模型 1913 年，丹麦科学家玻尔根据原子光谱实验，
进一步建立起 的原子结
构模型
量子力学模型 20世纪20年代中期，建立量子力学理论，产生
了原子结构的量子力学模型
核外电子分层排布
2. 光谱和氢原子光谱
（1）光谱
许多物质都能够 光或 光。人们常常利用原
子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的
记录下来，就得到所谓的光谱。
（2）氢原子光谱
由具有特定波长、彼此分立的谱线组成，属于 光
谱。
吸收
发射
频率（或波长）和
强度分布
线状
3. 玻尔的原子结构模型
（1）基本观点
①运动轨迹
原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，
并且 能量。
不辐射
②能量分布
a.在不同轨道上运动的电子具有 的能量（E），而
且能量值是 的，这称为能量“量子化”。
b.轨道能量依n值（1、2、3、…）的增大而 ，n称
为量子数。对氢原子而言，电子处在n＝1的轨道时能量最
低，这种状态称为基态；能量高于基态能量的状态，称
为 。
不同
不连续
升高
激发态
③电子跃迁
只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一个轨道（能
量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。当辐射或吸收的能量以
光的形式表现出来并被记录时，就形成了 。
（2）贡献
成功地解释了氢原子光谱是 光谱的实验事实，阐明
了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，指
出了电子所处的轨道的能量是 的。
光谱
线状
量子化
4. 基态、激发态和原子光谱
（1）基态原子和激发态原子的转化
（2）焰色试验的原理
焰色试验是电子跃迁的结果，某些金属原子中的电子在能量
不同的轨道上跃迁，从而产生了特定的焰色，据此可以辨别
元素。
节日燃放的焰火，五颜六色、美轮美奂，而激光的颜色很纯，能量
高度集中，广泛应用在工业、军事、医学、探测、通信等方面。
【交流讨论】
1. 节日焰火和激光为什么会产生不同颜色的光？
提示：节日焰火和激光的产生，都是由于某些元素原子中的电子吸
收能量后发生跃迁，使原子转化为激发态原子，当电子由高能级跃
迁回低能级时，会以光的形式辐射能量，从而形成美丽的焰火和不
同颜色的激光。
2. 焰色试验属于物理变化还是化学变化？
提示：物理变化。
1. 最早成功解释氢原子光谱为线状光谱的原子结构模型是（ ）
A. 卢瑟福原子结构模型
B. 玻尔原子结构模型
C. 量子力学模型
D. 汤姆孙原子结构模型
解析： 玻尔原子结构模型最早成功解释了氢原子光谱为线状光
谱；汤姆孙原子结构模型只解释了原子中存在电子的问题（是在发
现电子的基础上提出来的），其原子结构模型为“葡萄干布丁”模
型；卢瑟福原子结构模型是根据α粒子散射实验提出来的，解决了
原子核的问题（带正电的部分集中在一个核上）；量子力学模型是
在量子力学理论的基础上提出来的，是一个统计的结果。
2. 下列有关光谱的说法中不正确的是（ ）
A. 原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一
是光（辐射）
B. 霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁辐射能量有关
C. 通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素
D. 原子只有发射光谱
解析： 原子既有发射光谱，也有吸收光谱，D错误。
3. 下列叙述不正确的是（ ）
A. 原子的核外电子所处的能量最低的状态称为基态
B. 原子的核外电子吸收能量所处的高于基态的状态称为激发态
C. 焰色试验是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道时产生的
D. 原子的核外电子由能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，辐射的能量可能以光的形式表现出来
解析：
分点突破（二） 量子力学对原子核外电子运动状态的描述
1. 电子层（n）
（1）电子层的含义
在含有多个核外电子的原子中，电子的能量往往是不同的。
人们根据 和 ，认为核外电
子分别处于不同的电子层上，习惯上人们用量子数n表示电
子层。
电子的能量差异
离核远近
（2）电子层的表示方法
n 1 2 3 4 5 …
对应电子层 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 …
符号 K L M N O …
离核远近 近→远
能量高低 低→高
2. 能级
（1）能级的含义
在同一电子层中，电子所具有的能量可能 ，所以同
一电子层可分成不同的 ，用 等表
示。处于同一能级的电子能量 。
（2）能级的表示方法
电子层符号 K L M N O P Q
能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … …
不同
能级
s、p、d、f
相同
（3）电子层与能级之间的关系
①电子层与能级类似楼层与阶梯之间的关系，在每一个电子
层中，能级符号顺序是ns、np、nd、nf…（如图所示）。
②任一电子层的能级总是从s能级开始，能级数等于该电子层
的序数：第一电子层只有1个能级（1s），第二电子层有2个
能级（2s和2p），第三电子层有3个能级（3s、3p和3d）。
③每一电子层的能级数＝电子层序数（n）。
3. 原子轨道
（1）概念：描述原子中单个电子的 。
（2）n值所对应的能级和原子轨道的情况
①电子层数为n的状态含有n2个原子轨道。当n＝1时，
有 个能级，记为1s，共有 个原子轨道；当 n＝2
时，有 个能级，记为2s、2p，共有 个原子轨道，
包括1个s轨道和3个p轨道（分别记为2s、2px、2py、2pz）；
当n＝3时，有 个能级，分别记为3s、3p、3d，有
个原子轨道，记为3s、3px、3py、3pz，还有5个d轨道。
②每一电子层的能级数＝原子轨道类型数。
空间运动状态
1
1
2
4
3
9
（3）自旋状态
处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有 种，分别用
符号“ ”和“ ”表示。
（4）原子轨道的图形描述
①原子轨道
含义：原子中单个电子的 即原子轨道。
两
↑
↓
空间运动状态
②s轨道
s能级的原子轨道是球形的，电子层序数越大，原子轨道的半
径越大。这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，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。
③p轨道
p能级的原子轨道是轴对称的，每个p能级有3个轨道，它们互
相垂直，分别以px、py、pz为符号。p能级的原子轨道的平均
半径也随电子层序数的增大而增大。
①概念：描述电子在核外空间某处单位体积内的
的图形。
②含义：用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核
外某处单位体积内出现 的大小。
概率分
布
概率
（5）电子云图
【交流讨论】
1. 电子云图上的每个小点表示1个电子吗？
提示：小点不表示电子，电子云图就是用小点的疏密程度来表示电
子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小。
2. 电子云图上的每个小点代表电子的实际运动轨迹吗？
提示：电子云表示电子在核外空间某处出现的概率，不代表电子的
运动轨迹；电子云图中小点的疏密表示电子出现概率的大小，密：
概率大；疏：概率小。
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）同一电子层中不同能级的能量高低相同。 （ × ）
（2）不同电子层中的s能级的能量高低相同。 （ × ）
（3）对于确定的n值，其对应的电子层的原子轨道数为n2。
（ √ ）
（4）1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动。（ × ）
（5）电子云图中，小点越密集，说明该原子核外空间电子越多。
（ × ）
×
×
√
×
×
2. 下列各表示式中轨道数最少的是（ ）
A. 3d B. 4p
C. 4f D. 7s
解析： 3d的轨道数为5；4p的轨道数为3；4f的轨道数为7；7s的
轨道数为1；轨道数最少的是7s，选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量相同
B. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C. 能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区
域运动
D. 各电子层含有的原子轨道数为n2（n为电子层序数）
解析： 同一能级，电子层序数越大，能级上电子的能量越大，
A错误；同一原子中，各p能级的轨道数相等，都为3，B错误；能
量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运
动，C错误；第n电子层含有n2个原子轨道，D正确。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
电子层、能级和原子轨道（理解与辨析）
硫有很重要的用途。世界上每年消耗大量的硫，其中一部分用于
制造硫酸，另一部分用于橡胶制品、纸张、硫酸盐、硫化物等的生
产，还有一部分硫用于农业和漂染、医药等。
1. 硫元素的原子核外共有多少个电子层？最外电子层上的能级符号如
何表示？
提示：硫元素的原子核外共有3个电子层；第三电子层上的能级符
号分别是3s、3p、3d。
2. 硫元素原子的次外层上有多少个原子轨道？
提示：硫元素原子的次外层为第二电子层，有2个能级，4个原
子轨道。
【规律方法】
1. 电子层数（n）、能级数、原子轨道数的关系
n（电子层） 能级 原子轨道
取值 符号 符号 符号 数目 合计
1 K s 1s 1 1
2 L s 2s 1 4
p 2px、2py、2pz 3
3 M s 3s 1 9
p 3px、3py、3pz 3
d 3d 5
【提醒】 每一电子层的轨道数＝电子层序数平方（n2）
n（电子层） 能级 原子轨道
取值 符号 符号 符号 数目 合计
4 N s 4s 1 16
p 4px、4py、4pz 3
d 4d 5
f 4f 7
n … n2
2. 不同原子轨道能量高低的关系
不同电子层不同能级ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np。
【迁移应用】
1. 在多电子原子中，决定轨道能量的是（ ）
A. 电子层
B. 电子层和能级
C. 电子层、能级和原子轨道空间分布
D. 原子轨道空间分布和电子自旋状态
解析： 在多电子原子中，轨道能量由电子层和能级决定。
2. 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，1s、2s、3s能级的原子轨道数逐渐增多
B. 在同一能级上运动的电子，其能量相同
C. H的K层和Na的M层均只有1个电子，所以H的K层和Na的M层的原子轨道数相同
D. 在同一原子中，1s、2s、3s、4s…能级的原子轨道的半径相同
解析： 在同一原子中，各s能级都只有1个原子轨道，A项错
误；电子能量与电子层和能级有关，处于同一电子层相同能级上的
电子，即使处在不同的原子轨道上，其能量也是相同的，B项正
确；虽然H的K层和Na的M层均只有1个电子，但K层和M层的原子
轨道数不相同，分别为1和9，C项错误；虽然s能级的原子轨道的
形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s…的顺序，电子的能量逐渐
增大，原子轨道的半径逐渐增大，D项错误。
3. 量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状
态。下列关于原子轨道的叙述中错误的是（ ）
A. 原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道
的含义相同
B. 第n电子层上共有n2个原子轨道
C. 任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道
D. 处于同一原子轨道上的电子，自旋状态不同
解析： 原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同，它是指电子
出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A错误；第n电子
层上共有n2个原子轨道，B正确；任意电子层上的p能级都有3个伸
展方向相互垂直的原子轨道，C正确；处于同一原子轨道上的电
子，自旋状态不同，D正确。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列能级中轨道数为5的是（ ）
A. s能级 B. p能级
C. d能级 D. f能级
解析： s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，d能级
有5个原子轨道，f能级有7个原子轨道，则能级中轨道数为5的
是d能级。
2. 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
解析： 2px、2py、2pz所表示的是同一能级中的三个不同的原
子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的电子云、原子轨道都是哑
铃形的，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。综上A、B、C错误，D正确。
3. 关于电子在核外运动状态的描述，下列说法错误的是（ ）
A. 电子在原子核外是分层运动的
B. 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
C. 原子核外电子的运动状态是由电子层、能级、原子轨道、电子自
旋状态决定的
D. 原子轨道伸展方向与能量大小无关
解析： 根据能量的高低，电子在原子核外是分层排布的，离原
子核越远的电子，其能量越大，A正确；在基态多电子原子中，p
轨道电子的能量不一定高于s轨道电子的能量，如4s电子比2p电子
能量高，B错误；在多电子的原子中，电子的运动分为不同电子
层，电子层又分别有不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，
电子还有自旋运动，C正确；离原子核越远的电子，其能量越大，
则p原子轨道电子的平均能量随电子层的增大而增加，所以电子云
伸展方向与能量大小无关，D正确。
4. （1）K层有 个能级，用符号表示为 ；L层有 个能
级，用符号分别表示为 ；M层有 个能级，用符号
分别表示为 。由此可推知，第n电子层最多可能
有 个能级，能量最低的两个能级的符号分别表示
为 、 ，它们的电子云形状分别为 、
。
1
1s
2
2s、2p
3
3s、3p、3d
n
ns
np
球形
哑铃
形
解析： 第n电子层有n个能级，核外电子的能量高低取
决于该电子所处的电子层和能级，则K层有1个能级，用符号
表示为1s；L层有2个能级，用符号分别表示为2s、2p；M层
有3个能级，用符号分别表示为3s、3p、3d；第n电子层中能
量最低的两个能级的符号分别为ns、np；s轨道和p轨道电子
云形状分别为球形、哑铃形。
①2s 3s ②2s 3d ③2px 2py
④4f 6f
解析：（2）相同电子层上原子轨道能量高低顺序是ns＜np
＜nd＜nf；相同形状的原子轨道能量随n值增大而升高，如
1s＜2s＜3s…，同一电子层上形状相同的原子轨道具有相同
的能量，如npx＝npy＝npz，则①2s＜3s；②2s＜3d；③2px
＝2py；④4f＜6f。
＜
＜
＝
＜
（2）比较下列多电子的原子轨道的能量高低（填“＞”“＜”或
“＝”）。
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子论，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完善对原子
结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是（ ）
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A. 道尔顿的原子论将原子看作实心球，故不能解释任何问题`
B. 汤姆孙“葡萄干布丁”模型成功解释了原子中的正负粒子是可以
稳定共存的
C. 卢瑟福核式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
解析： 道尔顿的原子论成功解释了质量守恒定律等规律，A错
误；汤姆孙“葡萄干布丁”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心上这样的问题，B错误；卢瑟福通过
α粒子散射实验提出了核式模型，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正确；
玻尔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错误。
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2. 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. 钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
D. s能级的原子轨道半径与能层序数有关
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解析： s能级的原子轨道为球形，p能级的原子轨道为哑铃形，
轨道形状不相同，A说法错误；每个p能级都有3个原子轨道，B说
法错误；钠原子有1s、2s、2p、3s，4个能级，6个原子轨道，则11
个电子在6个轨道上高速运动，C说法错误。
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3. 玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对
它们的理解，判断下列叙述正确的是（ ）
A. 因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做圆周运动
B. 3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子（基态）的能量不同
C. 在同一能级上运动的电子，其能量不相同
D. 原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
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解析： s轨道是球形的，这是电子云图的形状，而不是电子在
做圆周运动，A错误；p能级有3个原子轨道，相同电子层上的p轨
道能量相同，则 ＝ ＝ ，B错误；同一能级上电子的
能量相同，C错误；原子轨道和电子云都可用来形象地描述电子运
动状态，D正确。
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4. 图1和图2分别是1s电子的电子云图和原子轨道图。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，有无数对称轴
D. 图1中的小点表示电子在核外所处的位置
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解析： 单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外某处单
位体积内出现概率的大小，A错误；图2是原子轨道图，取电子云
的90％的部分即出现概率较大的部分，界面外出现电子的概率为10
％，B错误；1s轨道呈球形，球形有无数对称轴，C正确；图1中的
小点表示电子在原子核外某处出现的概率，D错误。
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5. 下列说法中正确的是（ ）
A. 多电子原子的所有电子在同一区域里运动
B. 能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区
域运动
C. 处于最低能量状态的原子叫基态原子
D. 同一原子中，1s、2s、3s能级的原子轨道数目越来越多
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解析： 原子核外有多电子时，电子的能量不尽相同，电子不可
能都在同一区域里运动，而是分层排布的，A项错误；能量低的电
子在离原子核近的区域里运动，而能量高的电子在离核远的区域，
B项错误；能量最低的状态称为基态，则处于最低能量状态的原子
叫基态原子，C项正确； s能级均只有1个原子轨道，D项错误。
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6. 以下现象与核外电子的跃迁有关的是（ ）
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光 ④石油蒸
馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花
⑦日光灯通电发光
⑧冷却结晶
A. ①③⑥⑦ B. ②④⑤⑧
C. ①③⑤⑥⑦ D. ①②③⑤⑥⑦
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解析： 霓虹灯、激光器、焰火及日光灯等工作过程中产生的
光，都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到较高能级，然后电子
从较高能级跃迁到较低能级的过程中辐射出的光能；石油蒸馏、冷
却结晶的过程都是物质发生物理变化的过程，其中伴随的能量变化
是热能的变化；棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现象，而不是
光的产生。
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7. 下列说法中正确的是（ ）
A. 因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
B. M电子层有3s、3p、3d三个轨道
C. 电子云图形象地描述了电子在核外空间某处单位体积内的概率分
布
D. 原子的L层有1个能级
解析： p轨道是哑铃形，表示的是电子出现频率高的“区域”
的形状，而不是电子的运动轨迹，A错误；第三电子层，有3s、
3p、3d三个能级，共有9个轨道，B错误；L层的电子层序数n＝2，
有2个能级，D错误。
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8. 下列对核外电子运动状态的描述正确的是（ ）
A. 电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速
旋转
B. 电子层数为3时，有3s、3p、3d三个能级
C. 氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道
D. 在同一能级上运动的电子，其原子轨道肯定相同
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解析： A项，质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟
普通物体不同，没有固定的运动轨道；B项，第三电子层有3s、
3p、3d三个能级；C项，氢原子中只有1个电子，只填充1s轨道，
但还存在其他空轨道；D项，如p能级有px、py、pz三个原子轨
道，则p能级上的电子运动的原子轨道不一定相同。
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9. 下列说法正确的是（ ）
A. 同一个电子层中s能级的能量总是大于p能级的能量
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层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
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解析： 同一电子层中，s能级的能量小于p能级的能量，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
概率比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层，n＝4，其轨道类型数
（能级数）为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。
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10. 下列说法正确的是（n表示电子层）（ ）
A. 一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低
B. 一般n越大，电子层中的能级数越多
C. 对于确定的n值，其原子轨道数为2n2个
D. 自旋状态随原子轨道的具体情况而确定
解析： 随n值增大，电子离核越来越远，但电子能量越来越
高，A项错误；能级数＝电子层序数，电子层数越大，其能级数
越多，B项正确；一个电子层（电子层序数为n）上的原子轨道数
为n2，C项错误；自旋状态与原子轨道无关，D项错误。
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11. 下列说法正确的是（ ）
A. s轨道电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B. 电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外空间电子数目越
多
C. ns能级的原子轨道图可表示为
D. 3d表示d能级有3个轨道
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解析： s轨道电子云呈球形，但量子力学中的轨道不是圆周轨
道，也不是其他经典意义上的固定轨道，A项错误；电子云中的
小黑点的疏密程度仅表示在此区域出现的概率，B项错误；s能级
原子轨道为球形，C项正确；3d表示第三电子层上的d能级，D项
错误。
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12. 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会放出能量
②M层可以有s、p、d、f能级 ③3pz表示有3个pz轨道 ④2s电子
云呈球形对称
A. ①②③ B. ①④
C. ②⑤ D. ③④
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解析： ①原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层是
由较高电子层跃迁到较低电子层，会放出能量，正确；②M层有
s、p、d三个能级，没有f能级，错误；③3pz表示第三电子层的pz
轨道，错误；④2s电子云呈球形对称，正确。
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13. 下列说法正确的是（n表示电子层序数）（ ）
A. 各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
B. 各电子层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C. 各电子层含有的能级数为n－1
D. 各电子层含有的电子数为2n2
解析： 任一电子层，能级数＝电子层序数，即当n＝1时，它
只有一个s能级，当n＝2时，含有的两个能级分别为s能级、p能
级，B、C项错误；每个电子层最多能容纳2n2个电子，但不是一
定含有2n2个电子，D项错误。
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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。
解析： 第二电子层有2s、2p两个能级，有两种形状不
同的电子云，有2s、2px、2py、2pz四个原子轨道。
（2）用相应的符号描述n＝2的所有的原子轨道：
。
解析： n＝2的原子轨道有2s、2px、2py、2pz。
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2s、2px、
2py、2pz
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（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。
解析： 电子在原子核外出现的概率密度分布像一团云
雾，因而形象地称为电子云图。
（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原子轨道示意图的形状为 。
解析： K原子核外有四个电子层，最外层为N层，N层
上只有一个电子，占据4s轨道，其原子轨道示意图为球形。
电子云图
N
球形
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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 （填字母序号）。
a.最易失去的电子能量最高
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.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
d.在离核最近区域内运动的电子能量最低
c
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解析： 能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也
就越容易失去，a项正确；多电子原子在第n层中不同能级
的能量大小顺序为E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E
（nf），b项正确；同一电子层中的p轨道电子能量一定比s
轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能
量高，c项错误；离核越近，电子能量越低，d正确。
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（2）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：
。
1s＜3d
3s＜3p＜3d
2p＜3p＜4p
3px
＝3py＝3pz
解析： 在多电子原子中，原子轨道能量的高低存在如
下规律：①形状相同的原子轨道能量的高低顺序为1s＜2s＜
3s＜4s…，3d＜4d＜5d…；②相同电子层上原子轨道能量的
高低顺序为ns＜np＜nd＜nf；④电子层和能级均相同的原
子轨道的能量相等，如3px＝3py＝3pz，原子轨道的能量高
低顺序依次为①1s＜3d；②3s＜3p＜3d；③2p＜3p＜4p；④
3px＝3py＝3pz。
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16. 下表给出了四种元素的相关信息，且X、Y、Z、W均为短周
期元素。
元素 相关信息
X 在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识
和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
Y 工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体
是保护地球地表环境的重要屏障
Z 植物生长营养元素之一，它能形成多种氧化物，其中一种
是早期医疗中使用的麻醉剂
W 室温下其单质呈粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气
中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
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根据上述信息填空：
（1）Y元素的基态原子含有 个电子层，其中第二电子层的
能级有 ，画出W的原子结构示意
图： 。
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2s和2p
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解析： 氢气是一种清洁燃料，所以X为氢元素；臭氧
对紫外线有吸收作用，是保护地球地表环境的重要屏障，所
以Y为氧元素，其基态原子含有K层与L层两个电子层，L层
为第二电子层，有两个能级，即2s和2p；氮、磷、钾是植物
生长营养元素，N2O俗名“笑气”，是早期医疗中使用的麻
醉剂，所以Z为氮元素；单质硫在氧气中燃烧，发出明亮的
蓝紫色火焰，所以W为硫元素。
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（2）Z与X形成的某一化合物能和Z与Y形成的另一无色化合物
（这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2）一起用作火箭
助推剂，写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程
式： 。
解析： 氮和氢形成的原子个数比为1∶2的化合物为
N2H4，氮和氧形成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2和
N2O4，其中N2O4是无色气体，NO2是红棕色气体，N2H4和
N2O4反应生成无毒的N2和H2O。
2N2H4＋N2O4 3N2＋4H2O
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感谢欣赏
THE END
