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专题2 原子结构与元素性质
第一单元 原子核外电子的运动
第1课时 原子核外电子的运动特征
1．能说明原子结构模型发展演变的历程。
2．能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态。
知识点01 人类对原子结构的认识
1．原子结构模型的演变
（1）实心球模型：19世纪，英国科学家道尔顿提出了___________，认为原子有质量，不可分割。
（2）葡萄干面包模型：19世纪末，英国物理学家汤姆生发现了________，提出________普遍存在于原子中。
（3）有核模型：1911年，英国物理学家卢瑟福根据________________实验，认为原子的质量主要集中在________上，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________________后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型：
①原子核外电子在一系列________________上运动，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________的，即量子化的。
③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生________。
当电子吸收了能量后，就会从能量较低的轨道________到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道上的电子不稳定，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，就会发射出光子，发出的光的波长取决于两个轨道的________________。
2．现代量子力学模型
（1）电子主要在原子核周围的________区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会________；运动区域距离核远，电子出现的机会________。
（2）电子云：
用小点的疏密描述电子在原子核外空间________________的大小所得到的图形叫电子云。
用小点代表电子在核外空间区域内_______________，小点的疏密与电子在该区域内_____________大小成正比。
知识点02 原子核外电子的运动特征
1．电子层
根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，认为核外电子处于不同的电子层上。
电子层n 1 2 3 4 5 6 7
符号
特点 离核由____到____，能量由____到____。
2．原子轨道与能级
（1）原子轨道与能级
电子在原子核外的一个__________状态称为一个原子轨道。原子轨道是用___________描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同________的原子轨道上运动，其________也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。
（2）原子轨道
①类型
原子轨道 形状 延伸方向 轨道数 可容纳的电子数
s
p
d
f
原子轨道的伸展方向________原子轨道数
②表示方法：原子轨道用________________和________________________________结合起来共同表示，如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。
③各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
电子层 原子轨道类型 原子轨道数目 可容纳的电子数
1
2
3
4
n ——
④原子轨道能量高低
相同电子层的原子轨道中 ns____np____nd____nf
形状相同的原子轨道 2p____3p____4p
电子层数和原子轨道形状均相同 2px____2py____2pz
3．电子自旋
原子核外电子有____种不同的自旋状态，通常用“↑”和“↓”表示。
【即学即练1】M电子层的轨道类型有_____种，轨道数为______，包含的原子轨道的能量由低到高的顺序是______________。
【即学即练2】氧原子有_____个核外电子，核外电子填充的原子轨道顺序是__________________。
【即学即练3】比较下列多电子原子的原则轨道能量高低：
（1）2s____2p （2）3px____3py （3）3s_____3d （4）4s____3s
【即学即练4】已知钛元素是22号元素。
(1)钛元素位于第______周期，有______个电子层。
(2)如果原子轨道上都排满电子，前三个电子层最多容纳的电子数分别为______、____、____。如果前两个电子层排满，可以判断第三层电子____(填“排满”或“没排满”)
考法01 核外电子的运动特征
1．描述电子运动状态的参数
2．原子轨道的图形描述
(1)s电子的原子轨道呈球形，电子层序数越大，原子轨道的半径越大。
(2)p电子的原子轨道呈纺锤形，电子层序数越大，原子轨道的半径越大。
(3)虽然形状如此，但并不是说s能级电子绕核做圆周运动，p能级电子绕核做“∞”形运动。
3．各电子层包含的原子轨道类型及可容纳的电子数
电子层n 1 2 3 4
原子轨道 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
轨道数目 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
容纳的电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
容纳的电子总数 2 8 18 32
4．不同原子轨道能量高低的关系
【典例1】若原子的电子层数为n，则下列推论不正确的是(　　)
A.第n电子层中具有的原子轨道类型为n种
B.第n电子层中具有的原子轨道数为n2个
C.第n电子层中最多具有的电子数为2n2个
D.同一原子轨道上的电子能量一定相同，不同原子轨道上的电子能量一定不同
题组A 基础过关练
1．如图是2pz电子的电子云图，判断下列说法中不正确的是(　　)
A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称
B．点密集的地方表明电子出现的机会多
C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D．电子云图中的小点代表电子出现的概率
2．人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是(　　)
A．s电子的原子轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散
B．p电子的原子轨道都是纺锤形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同　
C．所有p轨道的形状相同，大小相等
D．处于同一原子轨道电子，自旋状态有两种
3．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是(　　)
A．2s＜2p B．3px＜3py C．3s＜3d D．4s＜4p
4．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 (　　)
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
5．多电子原子中，原子轨道能量高低排列错误的是　(　　)
A．2s<3s<4s　　　B．2px<2py<2pz C．3s<3p<3d D．3px=3py=3pz
6．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)
A．最易失去的电子能量最高
B．一般电子层数越大的电子能量越高
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
7．3px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
8．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．电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道
D．d轨道有10种空间伸展方向
9．如图是s能级和p能级的原子轨道示意图，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．s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D．Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
10．填空。
(1)用符号填写电子层所含能级种类：K层：________；L层：______；M层：________；N层：________。
(2)用数字填写能级所含原子轨道数目：
s：______；p：______；d：______；f：______。
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)基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为______，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为________。
12．(1)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。
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①2s________3s　②2s________3d
③3p________3s　④4f________5d
⑤3d________4s　⑥3px________3pz
题组B 能力提升练
1．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原子轨道半径大，说明2s的电子云中的电子比1s的多
C．第2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
2．为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是(　　)
A．电子绕核运动具有特定的半径和能量
B．电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D．揭示了氢原子光谱存在多条谱线
3．下列说法中正确的是(　　)
A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道示意图可表示为
D．3d表示3d能级有3个轨道
4．(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。
(2)对于排布在2s轨道上的电子，不能确定的是__________(填字母)。
a．电子所在的电子层　　b．电子的自旋方向
c．电子云的形状　　　　d．电子云的伸展方向
(3)O2－核外有________种运动状态的电子。
题组C 培优拔尖练
1．隐形飞机是人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上实现了隐形。军事上的 “隐形飞机”并非飞机真的隐形而是将钋涂于飞机表面，可以吸收和屏蔽雷达波和红外线辐射，从而达到隐形目的。该元素的原子核外电子层上的电子数目如下：2，8，18，32，18，6。
下列有关该元素原子核外电子排布的规律不正确的是(　　)
A．该原子原子核外有6个电子层
B．该原子的2s轨道的能量小于3s轨道的能量
C．该原子2s原子轨道上的所容纳的电子数少于3s轨道上所容纳的电子数
D．该原子n＝4的电子层上有4个能级和16个原子轨道
2．下列有关电子层和能级的叙述正确的是(　　)
A．M电子层共有s、p 2个能级，最多能容纳8个电子
B．第n电子层中有n个轨道
C．每个电子层上均有n个能级
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
3．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)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．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
(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________种不同能级的电子，有________种不同运动状态的电子。专题2 原子结构与元素性质
第一单元 原子核外电子的运动
第1课时 原子核外电子的运动特征
1．能说明原子结构模型发展演变的历程。
2．能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态。
知识点01 人类对原子结构的认识
1．原子结构模型的演变
（1）实心球模型：19世纪，英国科学家道尔顿提出了近代原子论，认为原子有质量，不可分割。
（2）葡萄干面包模型：19世纪末，英国物理学家汤姆生发现了电子，提出电子普遍存在于原子中。
（3）有核模型：1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验，认为原子的质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。
（4）1913年，丹麦物理学家玻尔研究了氢原子光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型：
①原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，既不放出能量，也不吸收能量。
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不连续的，即量子化的。
③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
当电子吸收了能量后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道上的电子不稳定，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，就会发射出光子，发出的光的波长取决于两个轨道的能量之差。
2．现代量子力学模型
（1）电子主要在原子核周围的球形区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会大；运动区域距离核远，电子出现的机会小。
（2）电子云：
用小点的疏密描述电子在原子核外空间出现的机会的大小所得到的图形叫电子云。
用小点代表电子在核外空间区域内出现的机会，小点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。
知识点02 原子核外电子的运动特征
1．电子层
根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，认为核外电子处于不同的电子层上。
电子层n 1 2 3 4 5 6 7
符号 K L M N O P Q
特点 离核由近到远，能量由低到高。
2．原子轨道与能级
（1）原子轨道与能级
电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。原子轨道是用量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同类型的原子轨道上运动，其能量也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。
（2）原子轨道
①类型
原子轨道 形状 延伸方向 轨道数 可容纳的电子数
s 球形 1 1 2
p 纺锤形 3 3 6
d 5 5 10
f 7 7 14
原子轨道的伸展方向=原子轨道数
②表示方法：原子轨道用表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来共同表示，如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。
③各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
电子层 原子轨道类型 原子轨道数目 可容纳的电子数
1 1s 1 2
2 2s、2p 4 8
3 3s、3p、3d 9 18
4 4s、4p、4d、4f 16 32
n —— n2 2n2
④原子轨道能量高低
相同电子层的原子轨道中 ns形状相同的原子轨道 2p<3p<4p
电子层数和原子轨道形状均相同 2px＝2py＝2pz
3．电子自旋
原子核外电子有2种不同的自旋状态，通常用“↑”和“↓”表示。
【即学即练1】M电子层的轨道类型有_____种，轨道数为______，包含的原子轨道的能量由低到高的顺序是______________。
答案：4 9 3s、3p、3d
【即学即练2】氧原子有_____个核外电子，核外电子填充的原子轨道顺序是__________________。
答案：8 1s、2s、2p
【即学即练3】比较下列多电子原子的原则轨道能量高低：
（1）2s____2p （2）3px____3py （3）3s_____3d （4）4s____3s
答案：< = < >
【即学即练4】已知钛元素是22号元素。
(1)钛元素位于第______周期，有______个电子层。
(2)如果原子轨道上都排满电子，前三个电子层最多容纳的电子数分别为______、____、____。如果前两个电子层排满，可以判断第三层电子____(填“排满”或“没排满”)
答案：(1)4　4　(2)2　8　18　没排满
解析：(1)22号元素位于第4周期，有4个电子层。(2)每层最多容纳的电子数是2n2，前两层共排10个电子，还差12个电子，第三层最多容纳18个电子，所以没有排满。
考法01 核外电子的运动特征
1．描述电子运动状态的参数
2．原子轨道的图形描述
(1)s电子的原子轨道呈球形，电子层序数越大，原子轨道的半径越大。
(2)p电子的原子轨道呈纺锤形，电子层序数越大，原子轨道的半径越大。
(3)虽然形状如此，但并不是说s能级电子绕核做圆周运动，p能级电子绕核做“∞”形运动。
3．各电子层包含的原子轨道类型及可容纳的电子数
电子层n 1 2 3 4
原子轨道 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
轨道数目 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
容纳的电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
容纳的电子总数 2 8 18 32
4．不同原子轨道能量高低的关系
【典例1】若原子的电子层数为n，则下列推论不正确的是(　　)
A.第n电子层中具有的原子轨道类型为n种
B.第n电子层中具有的原子轨道数为n2个
C.第n电子层中最多具有的电子数为2n2个
D.同一原子轨道上的电子能量一定相同，不同原子轨道上的电子能量一定不同
答案：D
解析：同一原子里有不同轨道，如s轨道和p轨道中的电子能量肯定不同。不同的原子轨道，只要对应的电子层数和原子轨道类型相同，则能量相同，D项错。
题组A 基础过关练
1．如图是2pz电子的电子云图，判断下列说法中不正确的是(　　)
A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称
B．点密集的地方表明电子出现的机会多
C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D．电子云图中的小点代表电子出现的概率
答案：C
解析：电子云是电子在一定区域内出现概率大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹(或轨道)，故C错；电子云的疏密表示了电子在该区域出现机会的多少，越密集，说明出现机会越多，故B对；观察该图可知A对；电子云图中的小点表示电子出现的概率，D对。
2．人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是(　　)
A．s电子的原子轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散
B．p电子的原子轨道都是纺锤形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同　
C．所有p轨道的形状相同，大小相等
D．处于同一原子轨道电子，自旋状态有两种
答案：C
解析：不同电子层上的p轨道形状相同，但随着n增大，p轨道越来越大。
3．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是(　　)
A．2s＜2p B．3px＜3py C．3s＜3d D．4s＜4p
答案：B
解析：同一电子层上原子轨道的能量高低为ns＜np＜nd，A、C、D正确，同一能级上各原子轨道的能量相同，3px＝3py，B错误。
4．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 (　　)
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
答案：B
5．多电子原子中，原子轨道能量高低排列错误的是　(　　)
A．2s<3s<4s　　　B．2px<2py<2pz C．3s<3p<3d D．3px=3py=3pz
答案：B
6．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)
A．最易失去的电子能量最高
B．一般电子层数越大的电子能量越高
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
答案：C
7．3px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
答案：D
解析：3px中，3表示第三电子层，px表示沿x轴方向伸展的p轨道。
8．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．电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道
D．d轨道有10种空间伸展方向
答案：D
解析：d轨道出现在M层，但最早出现在第4周期元素，电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道，A、B、C正确；d轨道有5种空间伸展方向，D错。
9．如图是s能级和p能级的原子轨道示意图，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．s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D．Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
答案：C
解析：s轨道为球形，p轨道为纺锤形，A项错误；每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；电子层序数越小，s能级的原子轨道的半径越小，C项正确；Na原子的电子在6个原子轨道上高速运动，D项错误。
10．填空。
(1)用符号填写电子层所含能级种类：K层：________；L层：______；M层：________；N层：________。
(2)用数字填写能级所含原子轨道数目：
s：______；p：______；d：______；f：______。
答案：(1)1s　2s、2p　3s、3p、3d　4s、4p、4d、4f
(2)1　3　5　7
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)基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为______，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为________。
答案：(1)2　2　4　8　(2)2s、2px、2py、2pz
解析：(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p 2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。
(3)N　球形
12．(1)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。
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①2s________3s　②2s________3d
③3p________3s　④4f________5d
⑤3d________4s　⑥3px________3pz
答案：(1)6　L　2　4
(2)①<　②<　③>　④<　⑤>　⑥　＝
解析：(1)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。(2)相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns题组B 能力提升练
1．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原子轨道半径大，说明2s的电子云中的电子比1s的多
C．第2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
答案：D
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原子轨道半径大，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电子层，n＝4，其轨道类型数为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。
2．为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是(　　)
A．电子绕核运动具有特定的半径和能量
B．电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D．揭示了氢原子光谱存在多条谱线
答案：D
解析：D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学所建立的量子数来描述核外电子的运动状态。
3．下列说法中正确的是(　　)
A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道示意图可表示为
D．3d表示3d能级有3个轨道
答案：C
解析：A项，电子云表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小，1s电子云呈球形，表示1s电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而不是表示电子做圆周运动；B项，电子云图中的小点仅表示电子在此区域出现的概率；C项，ns能级原子轨道为球形；D项，3d表示第三电子层上的d轨道。
4．(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。
(2)对于排布在2s轨道上的电子，不能确定的是__________(填字母)。
a．电子所在的电子层　　b．电子的自旋方向
c．电子云的形状　　　　d．电子云的伸展方向
(3)O2－核外有________种运动状态的电子。
答案：(1)电子云　(2)b　(3)10
解析：(1)电子在原子核外出现概率密度分布通常用电子云来形象化描述。(2)排布在2s轨道上的电子，在第2电子层的s轨道上，s能级的电子云形状为球形，不能确定电子的自旋方向。 (3)O2－核外有10个电子，O2－核外有几个电子就有几种运动状态，则O2－核外有10种不同运动状态的电子。
题组C 培优拔尖练
1．隐形飞机是人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上实现了隐形。军事上的 “隐形飞机”并非飞机真的隐形而是将钋涂于飞机表面，可以吸收和屏蔽雷达波和红外线辐射，从而达到隐形目的。该元素的原子核外电子层上的电子数目如下：2，8，18，32，18，6。
下列有关该元素原子核外电子排布的规律不正确的是(　　)
A．该原子原子核外有6个电子层
B．该原子的2s轨道的能量小于3s轨道的能量
C．该原子2s原子轨道上的所容纳的电子数少于3s轨道上所容纳的电子数
D．该原子n＝4的电子层上有4个能级和16个原子轨道
答案：C
解析：由该原子的核外电子层上的电子数目可以判断该元素原子核外有6个电子层，A正确；不同电子层上的s能级的能量随着电子层数的增大能量升高，B正确；s能级上最多容纳的电子数均为2，C错误；每一个电子层上的能级数等于电子层数，轨道数为电子层数的平方，D正确。
2．下列有关电子层和能级的叙述正确的是(　　)
A．M电子层共有s、p 2个能级，最多能容纳8个电子
B．第n电子层中有n个轨道
C．每个电子层上均有n个能级
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
答案：C
解析：A项，M电子层有s、p、d三个能级，M电子层最多容纳的电子数为2n2＝2×32＝18个。B项，第n电子层上有n2个原子轨道。C项，第n电子层共有n个能级即能级数＝n。D项K电子层只有s能级，不含有p能级。
3．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)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．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
(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________种不同能级的电子，有________种不同运动状态的电子。
答案：(1)c　(2)D　(3)①1s<3d　②3s<3p<3d
③2p<3p<4p　④3px＝3py＝3pz　(4)4　5　13
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项不正确；离核越近，电子能量越低，d项正确。
(2)同一原子轨道上最多容纳2个电子，并且自旋方向相反，A、B项均不正确；电子的能量由电子层和能级共同决定，同一电子层(n相同)，根据能量的不同又分为不同的能级，所以同一电子层不同能级上的电子的能量不同，C项不正确；处在同一能级中的电子能量相同，D项正确。
(3)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：1s＜2s＜3s＜4s……，3d＜4d＜5d……；②相同电子层上原子轨道能量的高低：ns(4)s轨道只有1种伸展方向、p轨道有3种伸展方向，Al核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4种；有5种不同能级的电子；核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子。

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