1.1原子結(jié)構(gòu)（精講）考點(diǎn)一能層、能級(jí)、原子軌道【例11】（2022春·吉林長春·高二長春市第五中學(xué)校考期中）下列關(guān)于能層和能級(jí)的說法正確的是A．原子核外每能層最多可容納的電子數(shù)為n2B．能層序數(shù)較大的能級(jí)，能量不一定較高C．同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小D．同一原子中，2p、3p、4p能容納的電子數(shù)逐漸增多【答案】B【解析】A．原子核外每能層最多可容納的電子數(shù)為2n2，故A錯(cuò)誤；B．能層序數(shù)越大的能級(jí)能量不一定越高，如4s的能量低于3d，故B正確；C．不同能層的s軌道，能層序數(shù)越大的其能量越高，即1s<2s<3s，故C錯(cuò)誤；D．p能級(jí)上有3個(gè)原子軌道，軌道數(shù)相同，故D錯(cuò)誤。故選B。【例12】（2022秋·高二單元測試）如圖甲是氫原子的1s電子云圖(即概率密度分布圖)，圖乙、丙分別表示s、p能級(jí)的電子云輪廓圖。下列有關(guān)說法正確的是A．電子云圖(即概率密度分布圖)就是原子軌道圖B．3p2表示3p能級(jí)中有兩個(gè)原子軌道C．由圖乙可知，s能級(jí)的電子云輪廓圖呈圓形，有無數(shù)條對(duì)稱軸D．由圖丙可知，p能級(jí)的原子軌道圖呈啞鈴形，且有3個(gè)伸展方向【答案】D【解析】電子云輪廓圖與電子云圖不是同一個(gè)概念，而是我們常說的原子軌道圖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；3p2表示3p能級(jí)中容納了兩個(gè)電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；s能級(jí)的電子云輪廓圖呈球形而不是圓形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；p能級(jí)的原子軌道圖呈啞鈴形，有px、py、pz三個(gè)伸展方向，并且互相垂直，D項(xiàng)正確。【例13】（2022·廣東）基態(tài)鈉原子核外不同能量的電子有A．4種 B．5種 C．10種 D．11種【答案】A【解析】基態(tài)鈉原子核外電子排布式為，有核外電子能級(jí)分別為1s、2s、2p、3s四種不同能量的電子，故選A。【一隅三反】1．（2023春·北京海淀·高二101中學(xué)校考期末）按照量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，下列說法不正確的是A．p能級(jí)有3個(gè)軌道B．s電子云輪廓圖為球形C．電子躍遷所得原子光譜可用于元素鑒定D．基態(tài)Si原子的2p能級(jí)與3p能級(jí)中的電子能量相同【答案】D【解析】A．spd能級(jí)的軌道數(shù)分別為1、3、5，A正確；B．s電子云沒有特定的伸展方向，輪廓圖為球形，B正確；C．不同元素的電子躍遷所得原子光譜是不同的，可用于元素鑒定，C正確；D．相同能級(jí)，不同能層電子，能層越高，能量越高，D錯(cuò)誤；故選D。2．（2023春·北京通州·高二統(tǒng)考期末）下列能級(jí)符號(hào)中，不正確的是A．3f B．2s C．3d D．2p【答案】A【解析】A．第三能層只有s、p、d三種能級(jí)，不存在f能級(jí)，因此不存在能級(jí)符號(hào)3f，A錯(cuò)誤；B．第二能層有s、p兩種能級(jí)，因此存在能級(jí)符號(hào)2s，B正確；C．第三能層有s、p、d三種能級(jí)，因此存在能級(jí)符號(hào)3d，C正確；D．第二能層有s、p兩種能級(jí)，因此存在能級(jí)符號(hào)2p，D正確；故合理選項(xiàng)是A。3．（2022湖南）下列有說法中正確的是A．3p2表示3p能級(jí)有兩個(gè)軌道B．在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子的能量一定高于s軌道電子的能量C．能層序數(shù)越大，s原子軌道的半徑越大D．在同一能級(jí)上的電子，其能量不同【答案】C【解析】A．3p2表示3p能級(jí)上填充了2個(gè)電子，A錯(cuò)誤；B．電子的能量高低，不僅與能級(jí)有關(guān)，還與能層有關(guān)，比如2p能級(jí)電子的能量就比3s能級(jí)電子能量低，B錯(cuò)誤；C．不同能層s軌道形狀均為球形，只是半徑不同，能層序數(shù)越大，s原子軌道半徑越大，C正確；D．同一能級(jí)上的電子能量是相同的，比如3s2能級(jí)上的2個(gè)電子能量相同，D考點(diǎn)二核外電子排布的表示方法【例21】（2022秋·高二單元測試）下列電子排布式表示基態(tài)原子的核外電子排布的是A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1【答案】D【解析】A．表示激發(fā)態(tài)原子，對(duì)應(yīng)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1；B．表示激發(fā)態(tài)原子，對(duì)應(yīng)基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2；C．該原子處于激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2；D．該電子排布式滿足構(gòu)造原理，能量最低，表示基態(tài)原子，正確【例22】（2022廣西）下列軌道表示式表示的原子中是基態(tài)原子的是A． B．C． D．【答案】A【解析】A．表示的是基態(tài)原子，A正確；B．能級(jí)上的電子躍遷到能級(jí)上，為激發(fā)態(tài)原子，B錯(cuò)誤；C．能級(jí)上的三個(gè)電子應(yīng)分占不同的軌道，且自旋平行，C錯(cuò)誤；D．能級(jí)上的電子躍遷到能級(jí)上，為激發(fā)態(tài)原子，D錯(cuò)誤；故選A。【一隅三反】1．（2022四川巴中）下列各基態(tài)原子的核外電子排布表示正確的是()A．鈉原子：1s22s22p7 B．銅原子：1s22s22p63s23p63d94s2C．鐵原子：1s22s22p63s23p63d8 D．氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6【答案】D【解析】A．根據(jù)泡利不相容原理可知，p軌道最多只能容納6個(gè)電子，鈉原子的電子排布式應(yīng)該是1s22s22p63s1，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)洪特規(guī)則可知，等價(jià)軌道在全空、半滿、全滿時(shí)是較穩(wěn)定狀態(tài)，故銅原子的電子排布式應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d104s1，B錯(cuò)誤；C．違背了能量最低原理，鐵原子的電子排布式應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d64s2，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可知，氪原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p6，D正確。答案選D。2．（2022四川廣安）下列基態(tài)原子或離子的價(jià)層電子排布圖正確的A．Fe2+ B．CuC．Fe3+ D．Cu2+【答案】C【解析】A．Fe是26號(hào)元素，其價(jià)層電子排布式為3d64s2，則Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6，則其價(jià)層電子排布圖錯(cuò)誤，A不符合題意；；B．Cu是29號(hào)元素，其價(jià)層電子排布式為3d104s1，則其價(jià)層電子排布圖錯(cuò)誤，B不符合題意；C．Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2，則Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5，其價(jià)層電子排布圖正確，C符合題意；D．Cu的價(jià)層電子排布式為3d104s1，則Cu2+的價(jià)層電子排布式為3d9，則其價(jià)層電子排布圖錯(cuò)誤，D不符合題意；故選C。3．（2022上海）下列電子排布式或軌道表示式正確的是A．C的核外電子軌道表示式：B．Ca的電子排布式：1s22s22p63s23p63d2C．O的核外電子軌道表示式：D．Br的電子排布式：[Ar]3d104s24p6【答案】D【解析】A．C的核外電子軌道表示式違背洪特規(guī)則，A表示錯(cuò)誤；B．Ca的電子排布式違背能量最低原理，B表示錯(cuò)誤；C．O的核外電子軌道表示式違背泡利原理，C表示錯(cuò)誤；D．Br含有36個(gè)電子，電子排布式：[Ar]3d104s24p6，D表示正確；故選D。考點(diǎn)三原子核外電子排布原則【例31】（2022海南三亞）在d軌道中電子排布成，而不能排布成，其最直接的根據(jù)是A．能量最低原理 B．泡利原理 C．原子軌道構(gòu)造原理 D．洪特規(guī)則【答案】D【解析】A．能量最低原理是指在不違反泡利原理的條件下，電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，使整個(gè)原子體系能量處于最低，A錯(cuò)誤；B．泡利原理是指每個(gè)軌道（例如1s軌道，2p軌道中的px）最多只能容納兩個(gè)自旋相反的電子，B錯(cuò)誤；C．原子軌道能級(jí)圖與題干無關(guān)，C錯(cuò)誤；D．洪特規(guī)則是指在相同能量的軌道上，電子在排布的時(shí)候優(yōu)先進(jìn)入空軌道，每個(gè)軌道中的單電子取得相同自旋；故在d軌道中電子排布成，而不排布成，顯然是根據(jù)洪特規(guī)則，D正確；故選D。【例32】（2022春·河北石家莊）下列有關(guān)電子排布式或電子排布圖的結(jié)論錯(cuò)誤的是選項(xiàng)電子排布式或電子排布圖結(jié)論A違背洪特規(guī)則B1s22s22p43s23p63d2書寫正確C違背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1書寫正確【答案】B【解析】A．當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同，所以2p能級(jí)上電子排布圖違背了洪特規(guī)則，A正確；B．原子核外電子先占有能量較低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道，3d能級(jí)的能量高于4s能級(jí)，應(yīng)先填充4s能級(jí)，再填充3d能級(jí)，則沒有填充4s能級(jí)違背了能量最低原理，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)電子排布在同一軌道時(shí)，每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，且自旋方向相反，原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道且自旋狀態(tài)相同，違背泡利原理，C正確；D．原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道且自旋狀態(tài)相同，全空、全滿或半滿時(shí)能量最低，則電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合構(gòu)造原理和洪特規(guī)則特例，書寫正確，D正確；故選B。【一隅三反】1．（2022河北邢臺(tái)）下列原子的核外電子排布式違反了泡利原理的是A．基態(tài)硅原子的核外電子排布式：1s22s22p63s13p3B．基態(tài)碳原子的核外電子排布式：1s22s22p2C．基態(tài)鈧原子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p64s3D．基態(tài)鉻原子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2【答案】C【解析】A．硅是14號(hào)元素，基態(tài)硅原子的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p2，1s22s22p63s13p3違反了能量最低原理，A不符合題意；B．碳是6號(hào)元素，基態(tài)碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2，符合能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則，B不符合題意；C．鈧是21號(hào)元素，基態(tài)鈧原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，4s軌道最多容納2個(gè)電子，1s22s22p63s23p64s3違反了泡利原理，C符合題意；D．鉻是24號(hào)元素，基態(tài)鉻原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，3d軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，屬于洪特規(guī)則的特例，D不符合題意；答案為C。2．（2022秋·安徽滁州·高二校考階段練習(xí)）下列說法錯(cuò)誤的是A．ns電子的能量不一定高于(n1)p電子的能量B．6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原則D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理【答案】A【解析】A．電子能量與能層和能級(jí)都有關(guān)，ns電子的能量一定高于(n1)p電子的能量，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)洪特規(guī)則知，2p軌道上的兩個(gè)電子應(yīng)排在不同軌道上，B正確；C．應(yīng)先排能量低的4s軌道，而不是排能量高的3d，違反了能量最低原理，C正確；D．根據(jù)泡利不相容原理知，3p軌道最多排6個(gè)電子，D正確；故本題選A。3（2022春·湖北襄陽·高二襄陽市第一中學(xué)校考階段練習(xí)）下列各項(xiàng)敘述錯(cuò)誤的是A．鈹原子的核外電子排布圖為，符合洪特規(guī)則和泡利原理B．若硫原子核外電子排布圖為，則違反了泡利原理C．若21號(hào)Sc元素的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，則違反了構(gòu)造原理D．原子的電子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4能釋放特定能量產(chǎn)生發(fā)射光譜【答案】B【解析】A．鈹原子的核外電子排布圖為，符合洪特規(guī)則和泡利原理，故A正確；B．所畫的電子排布圖中3p能級(jí)，在等價(jià)軌道(相同電子層、電子亞層上的各個(gè)軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同，違背了洪特規(guī)則，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)?s軌道能量比3d軌道能量還低，所以21號(hào)Sc元素的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，違反了能量最低原理，應(yīng)該為1s22s22p63s23p63d14s2，故C正確；D．s能級(jí)的能量大于2p能級(jí)的能量，原子的電子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4，能量較低，所以能釋放特定能量產(chǎn)生發(fā)射光譜，故D正確；故選：B。考點(diǎn)四基態(tài)與激發(fā)態(tài)【例41】（2022秋·高二單元測試）下列關(guān)于同一原子中的基態(tài)和激發(fā)態(tài)說法中，正確的是A．基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)低B．激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定C．由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)過程中放出能量D．電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生原子光譜【答案】A【解析】激發(fā)態(tài)時(shí)能量較高，較不穩(wěn)定，A正確、B不正確。電子從較低能量的基態(tài)躍遷到較高能量的激發(fā)態(tài)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生原子光譜，D不正確【例42】（2022春·四川樂山）下列電子排布中，原子處于激發(fā)狀態(tài)的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A．是基態(tài)的N原子的電子排布式，A錯(cuò)誤；B．核外電子數(shù)為10的Ne原子的基態(tài)電子排布式為，是基態(tài)中的2個(gè)2p電子躍遷到了3s上，故為激發(fā)態(tài)原子的電子排布式，B正確；C．是基態(tài)的Fe原子的電子排布式，C錯(cuò)誤；D．是基態(tài)的V原子的電子排布式，D錯(cuò)誤；故選B。【一隅三反】1．（2022秋·高二單元測試）氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有A．1s22s22p33p1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s12p5 D．1s22s22p43s1【答案】D【解析】原子基態(tài)電子排布要符合構(gòu)造原理，基態(tài)氟原子電子排布式為1s22s22p5，其他排布形式為激發(fā)態(tài)，氟原子有9個(gè)電子，故選項(xiàng)中屬于氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式為1s22s22p43s1；答案選D。2．（2022·高二單元測試）下列現(xiàn)象中與電子躍遷無關(guān)的是A．節(jié)日燃放的焰火B(yǎng)．舞臺(tái)表演時(shí)的燈光C．城市的霓虹燈光D．平面鏡成像【答案】D【解析】平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果，與電子躍遷無關(guān)，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)，能釋放能量，光是釋放能量的重要形式之一，節(jié)日燃放的焰火、舞臺(tái)表演時(shí)的燈光、城市的霓虹燈光是原子的發(fā)射光譜，與原子核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)。故選D。3．（2022秋·浙江湖州·高二統(tǒng)考期中）當(dāng)鎂原子由基態(tài)1s22s22p63s2→激發(fā)態(tài)1s22s22p63p2時(shí)，以下認(rèn)識(shí)正確的是A．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程為化學(xué)變化B．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中釋放能量C．激發(fā)態(tài)p能級(jí)上的兩個(gè)電子處于同一軌道，且自旋方向相同D．基態(tài)鎂原子轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)鎂原子后若不提供能量，電子躍遷回基態(tài)，形成發(fā)射光譜【答案】D【解析】A．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量，但這一過程中沒有新物質(zhì)產(chǎn)生，因此發(fā)生的是物理變化，而不是化學(xué)變化，A錯(cuò)誤；B．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中會(huì)吸收能量，B錯(cuò)誤；C．3p軌道有3個(gè)能量等同的軌道，原子核外電子總是盡可能成單排列，而且自旋方向相同，這種排布使原子能量最低，處于穩(wěn)定狀態(tài)。則Mg原子激發(fā)態(tài)p能級(jí)上的兩個(gè)電子處于兩個(gè)不同的軌道上，且自旋方向相同，C錯(cuò)誤；D．基態(tài)鎂原子轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)鎂原子后若不提供能量，電子就會(huì)由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，多余的能量以不同形式的光釋放出來，因此得到的光譜為原子的發(fā)射光譜，D正確；故合理選項(xiàng)是D。考點(diǎn)五原子軌道能量高低的比較【例51】（2021秋·福建龍巖·高二校聯(lián)考期中）下列軌道按能量由高到低排列正確的是A．3d>3p>3s B．2px>2py>2pzC．1s>2s>3s D．5s>4f>4d【答案】A【解析】相同能層上，不同原子軌道能量的高低順序：ns＜np＜nd＜nf；不同能層上形狀相同的原子軌道能量的高低順序：1s＜2s＜3s＜4s…；能層、能級(jí)均相同的原子軌道能量相等如3px=3py=3pz；能層、能級(jí)均不同，原子軌道能量的高低順序：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p＜6s＜4f…A．由分析可知3s＜3p＜3d，故A正確；B．由分析可知2px=2py=2pz，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知1s＜2s＜3s，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知4f＞4d＞5s，故D錯(cuò)誤；故選：A。【例52】（2022河北保定·高二校考期中）下列軌道表示最低能量狀態(tài)的氮原子的是A． B．C． D．【答案】B【解析】A．中2s違背了泡利原理，故A不符合題意；B．，表示最低能量狀態(tài)的氮原子，故B符合題意；C．中2p違背了泡利原理，故C不符合題意；D．中2p違背了洪特規(guī)則，故D不符合題意。綜上所述，答案為B。【例53】（2022秋·浙江寧波·高二校聯(lián)考期中）近日，溫州大學(xué)王舜教授課題組與美國北德克薩斯大學(xué)ZhenhaiXia教授合作在雜原子摻雜碳的超級(jí)電容領(lǐng)域取得了新突破。下列C原子電子排布圖表示的狀態(tài)中能量關(guān)系正確的是A．①=②=③=④ B．②>①>④>③ C．④>③>①=② D．④>③>①>②【答案】B【解析】一種不同能級(jí)的能量不同，且2p＞2s＞1s，由題干信息可知，①是2s上的兩個(gè)電子躍遷到2p上，②是1s上的兩個(gè)電子躍遷到2p上，③為基態(tài)碳原子，④僅僅是2s上1個(gè)電子躍遷到2p上，故C原子電子排布圖表示的狀態(tài)中能量