必考點01原子結構題型一能層與能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜的分析判斷例1．（2021·吉林·長春市第二實驗中學高二期中）下列說法中正確的是A．多電子原子的所有電子在同一區(qū)域里運動B．能量高的電子在離核近的區(qū)域運動，能量低的電子在離核遠的區(qū)域運動C．處于最低能量的原子叫基態(tài)原子D．同一原子中，1s、2s、3s所能容納的電子數越來越多【答案】C【詳解】A．原子核外有多電子時，電子的能量不盡相同，電子不可能都在同一區(qū)域里運動，而是分層排布的，A項錯誤；B．能量低的電子在離原子核近的區(qū)域里運動即在低能層運動，而能量高的電子在離核遠的區(qū)域即高能層運動，B項錯誤；C．能量越低越穩(wěn)定，根據構造原理可知，核外電子優(yōu)先排布在能量較低的能級上，C項正確；D．s能級最多容納2個電子，與其所在能層高低無關，D項錯誤；答案選C。例2．（2021·吉林·長春市清蒲中學高二期中）短周期元素的原子，處于基態(tài)時可能具有的電子是A．只有s和p電子 B．只有s電子 C．只有p電子 D．有s、p和d電子【答案】A【詳解】短周期元素的原子即1-18號，處于基態(tài)時其電子最多只能排到3p軌道，不可能排到3d軌道，所以處于基態(tài)時可能具有的電子是只有s和p電子。故選A。例3．（2021·福建·泉州市第六中學高二期中）許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應，其原因是激發(fā)態(tài)的電從能量高的軌道躍遷到能量低的軌道時，能量以一定的波長(可見光區(qū)域)光的形式釋放。下列現象和應用與電子躍遷無關的是A．激光 B．石墨導電 C．霓虹燈 D．原子光譜【答案】B【詳解】激光、原子光譜、霓虹燈是原子的發(fā)射光譜，與原子核外電子發(fā)生躍遷有關，石墨導電是層間電子的自由移動，與電子的躍遷無關，故選B?！窘忸}技巧提煉】1．能量關系能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序為E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2．能層、能級與最多容納的電子數能層(n)一二三四五六七……符號KLMNOPQ……能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多電子數22626102610142……281832………………2n2(1)能層序數等于該能層所包含的能級數，如第三能層有3個能級。(2)s、p、d、f各能級可容納的最多電子數分別為1、3、5、7的2倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數是2n2(n為能層的序數)。3．(1)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉化的能量變化基態(tài)原子→eq\o(,\s\up11(吸收能量),\s\do4(釋放能量，主要形式為光))→激發(fā)態(tài)原子(2)光譜的成因及分類題型二構造原理與電子排布式規(guī)律的應用例1．（2021·廣東·東莞市光明中學高二階段練習）北京奧運會主體育場“鳥巢”，被《泰晤士報》評為全球“最強悍”工程之一、建造“鳥巢”運用了高強度、高性能的釩氮合金高新鋼，23V原子的價電子排布式正確的是A．3s23p1 B．3d34s2 C．3d64s2 D．4s2【答案】B【詳解】23V原子核外有23個電子，核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，其價電子排布式是3d34s2，故答案選B。例2．（2021·北京昌平·高二期末）下列對基態(tài)碳原子價電子的軌道表示式書寫正確的是A． B．C． D．【答案】D【分析】基態(tài)原子核外電子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則。基態(tài)碳原子價電子的軌道表示式為?！驹斀狻緼．基態(tài)碳原子價電子層為第二層，即L層，違反了能量最低原理，故A錯誤；B．在2p軌道上的兩個電子自旋方向應該相同，違反了洪特規(guī)則，故B錯誤；C．2s軌道上應該排布2個電子，違反了能量最低原理，此排布式為激發(fā)態(tài)碳原子的價電子軌道表示式，故C錯誤；D．符合能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則，故D正確；故答案為D。例3．（2021·四川省內江市第六中學高二階段練習）下列化學用語表述正確的是A．鎂原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2時，原子釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài)B．基態(tài)Se的價電子排布式：C．基態(tài)鈹原子最外層電子的電子云圖為：D．電子僅在激發(fā)態(tài)躍進到基態(tài)時才會產生原子光譜【答案】A【詳解】A．鎂原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2時，原子釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài)，A正確；B．基態(tài)Se的價電子排布式：，B錯誤；C．基態(tài)Be的價電子排布式：，則基態(tài)鈹原子最外層電子的電子云圖輪廓為球形，C錯誤；D．原子光譜有兩種：吸收光譜和發(fā)射光譜，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，或由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，都會產生原子光譜，D錯誤。故選A。【解題技巧提煉】1．構造原理（掌握電子的填充順序）2．原子軌道與能層序數的關系(1)不同能層的同種能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數n越大，原子軌道的半徑越大。如：(2)s能級只有1個原子軌道。p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。(3)原子軌道數與能層序數(n)的關系：原子軌道數目＝n2。題型一能層與能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜的分析判斷1．（2020·哈密市第八中學高二期中）核外電子排布中，能級會發(fā)生交錯現象。以下表示的各能級能量大小關系，不符合客觀事實的是()A．4s>3d>3p>3sB．6s>5p>4d>3dC．5f>4d>3p>2sD．7d>6d>5d>4d【答案】A【詳解】原子核外電子排布按照能量由低到高的各能級順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f，A不符合事實，故答案選A。2．（2021·天津河北區(qū)·高二期中）下列說法中，正確的是A．表示3s能級有兩個軌道 B．處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子C．2p、3p、4p能級的軌道數依次增多 D．同一原子中，1s、2s、3s電子的能量相同【答案】B【詳解】A．3s能級只有1個軌道，表示3s能級有兩個電子，A錯誤；B．處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子，B正確；C．2p、3p、4p能級的軌道數均為3，C錯誤；D．同一原子中，1s、2s、3s電子的能量依次增大，D錯誤；故選B。3．（2021·山東威海市·高二期中）下列說法正確的是()A．玻爾原子結構模型不但成功解釋了氫原子光譜，而且還解釋了其他原子光譜B．基態(tài)氧原子軌道表示式違背了泡利不相容原理C．在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量D．不同的能層所含的s能級的原子軌道數是不同的【答案】B【詳解】A．玻爾的原子結構模型成功解釋了氫原子光譜是線狀光譜的事實，但對多電子原子的光譜無法解釋，故A錯誤；B．泡利不相容原理是每個軌道最多容納2個電子，且自旋方向相反，題中所給軌道式，違背了泡利不相容原理，故B正確；C．在多電子原子中，電子填充原子軌道時，電子按照能量由低到高的順序填充，如4s的能量比2p高，故C錯誤；D．s能級只有一個原子軌道，故D錯誤；答案為B。4．（2021·山東青島市·高二期中）下列說法正確的是()A．1s電子云呈球形，表示電子繞原子核做圓周運動B．第四周期基態(tài)原子未成對電子數為1的元素有4種C．ns能級的能量一定高于(n-1)d能級的能量D．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素【答案】D【詳解】A．1s軌道的電子離原子核近，在原子核周圍高速運動形成的一個區(qū)域，并不是做圓周運動，電子云只是電子在原子核周圍出現的幾率，故A錯誤；B．第四周期未成對電子數為1的基態(tài)原子有4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5，共五種元素，故B錯誤；C．根據能量最低原理，結合泡利原理和洪特規(guī)則，電子優(yōu)先填充能量低的能級，從ⅢB到Ⅷ族元素在進行電子填充時優(yōu)先填充4s軌道，可見ns能級不一定高于(n-1)d能級，故C錯誤；D．根據元素周期表，表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素，故D正確；故選D。題型二構造原理與電子排布式規(guī)律的應用1．（2021·山西省長治市第二中學校高二期中）下列基態(tài)原子或離子的電子排布式錯誤的是A．Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 B．F—：1s22s22p6C．Fe：1s22s22p63s23p63d54s3 D．Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6【答案】C【詳解】Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，其他選項均正確，綜上所述，故選C。2．（2021·北京東城區(qū)·高二期中）下列關于原子結構的說法中，不正確的是A．原子結構決定元素的性質B．2px、2py、2pz軌道相互垂直，且能量相等C．隨核電荷數遞增，電子總是填滿一個能層，再填下一個能層D．電子云是電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述【答案】C【詳解】A．最外層電子數的多少決定元素的化學性質，則原子結構決定元素的性質，A說法正確；B．2p能級有三個軌道，即2px、2py、2pz軌道且相互垂直，能量相等，B說法正確；C．隨著電荷數遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的，電子是按能量由低到高的順序填充的，C說法錯誤；D．電子云為核外電子在核外運動的概率密度分布的形象化描述，電子云中的小黑點表示電子在核外出現的機會的多少，小黑點越密表示出現的機會越多，D說法正確；答案為C。3．（2021·北京東城區(qū)·高二期中）下列有關化學用語表述正確的是A．基態(tài)氮原子核外電子排布的軌道表示式：B．用原子軌道描述氫分子中化學鍵的形成：C．基態(tài)鈣原子的簡化電子排布式：[Ar]3d2D．一水合氨的電離方程式：【答案】D【詳解】A．基態(tài)氮原子核外電子中根據洪特規(guī)則，2p3的電子分別占據不同的軌道，則排布的軌道表示式：，A用語錯誤；B．氫原子的電子云為球型，則用原子軌道描述氫分子中化學鍵的形成：，B用語錯誤；C．基態(tài)鈣原子的最外層電子處于4s能級，則簡化電子排布式：[Ar]4s2，C用語錯誤；D．一水合氨為弱電解質，則電離方程式：NH3?H2O?+OH-，D用語正確；答案為D。4．（2020·四川綿陽市·高二期中）下列N原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最高的是()A． B．C． D．【答案】D【分析】原子核外電子排布式中，電子所占的軌道能量越高，該原子的能量就越高，對于N原子，軌道的能量2p>2s>1s，因此2p軌道的電子越多，能量越高?！驹斀狻緼．該圖是N原子的基態(tài)的電子排布圖，2p軌道有3個電子；B．該圖中1s軌道有1個電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有4個電子；C．該圖中2s軌道有1個電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有4個電子；D．該圖中1s、2s軌道各有1個電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有5個電子；綜上所述，D中2p軌道的電子最多，能量最高，故選D。1．（2021·北京東城區(qū)·高二期中）下列有關原子光譜的說法中，不正確的是A．通過光譜分析可以鑒定某些元素B．電子由低能級躍遷至較高能級時，一定發(fā)生的是化學變化C．燃放的焰火在夜空中呈現五彩繽紛的禮花與原子核外電子的躍遷有關D．原子中的電子在躍遷時能量的表現形式之一是光，這也是原子光譜產生的原因【答案】B【詳解】A．不同的原子在電子發(fā)生躍遷時，吸收或發(fā)射的光譜不同，則可通過光譜分析可以鑒定某些元素，A說法正確；B．原子的電子吸收一定的能量后，由低能級躍遷至較高能級時，為物理變化，B說法錯誤；C．核外電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放能量，主要體現為光(輻射)，不同原子發(fā)射的光譜不同，則燃放的焰火在夜空中呈現五彩繽紛的禮花與原子核外電子的躍遷有關，C說法正確；D．原子中的電子在躍遷時會發(fā)生能量的變化，能量的表現形式之一是光，這也是原子光譜產生的原因，D說法正確；答案為B。2．（2021·山東煙臺市·高二期中）下列說法正確的是A．CH4分子的球棍模型為B．鈹原子最外層的電子云圖為C．基態(tài)Fe原子的價電子軌道表示式為D．，該軌道表示式違背了泡利不相容原理【答案】C【詳解】A．該模型為比例模型，A錯誤；B．鈹原子最外層為s能級，為球形，B錯誤；C．鐵為26號元素，基態(tài)鐵原子的價電子層為3d64s2，軌道表示式為，C正確；D．該軌道式違背了洪特規(guī)則，2p能級電子應自旋方向相同，D錯誤；故選C。3．（2021·湖北十堰市·高二期中）鐵原子核外電子占據的最高能級是A．3s B．3p C．3d D．4s【答案】D【詳解】Fe的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，雖然未填充電子時，3d軌道的能量比4s高，但一旦填充電子后，3d軌道電子受原子核的束縛力增強，電子的能量降低，所以鐵原子核外電子占據的最高能級是4s，故選D。4．（2021·北京大興區(qū)·高二期中）下列各原子或離子的電子排布中，不正確的是()A． B．C． D．【答案】D【詳解】A．N原子是7號元素，第2周期第IIA族元素，電子排布式是，故A正確；B．Ar是18號元素，第3周期第0族元素，電子排布式是，故B正確；C．Na是11號元素，第3周期第IA族元素，電子排布式是，而Na+是原子失去最外層一個電子，所以Na+電子排布式是，故C正確；D．Cl原子是17號元素，第3周期第VIIA族元素，電子排布式是，而Cl-是Cl原子得到一個電子形成的，電子式為，故D不正確。故答案為：D5．（2020·河北省玉田縣第一中學高二期末）下列有關電子排布式或排布圖的結論錯誤的是選項電子排布式結論A1s22s22p2p2p違背洪特規(guī)則B1s2s2p63s23p63d3書寫正確CN的電子排布圖:違背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1書寫正確【答案】B【詳解】A．當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據一個軌道，且自旋方向相同，所以2p能級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，然后依次進入能量較高的軌道，3d能級的能量高于4s能級，應先填充4s能級，再填充3d能級，則沒有填充4s能級違背了能量最低原理，B錯誤；C．當電子排布在同一軌道時，每個軌道最多容納2個電子，且自旋方向相反，1s和2s的自旋方向相同違背了泡利原理，C正確；D．原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占不同的原子軌道且自旋狀態(tài)相同，全空、全滿或半滿時能量最低，則電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1符合構造原理和洪特規(guī)則特例，書寫正確，D正確；答案選B。6．（2021·遼寧·遼河油田第一高級中學高二期中）下列說法不正確的是A．基態(tài)原子的核外電子填充在6個軌道中的元素有兩種B．碳原子的核外電子軌道表示式：C．基態(tài)鉀離子(K+)，電子占據的最高能級共有3個原子軌道，其形狀是啞鈴形D．基態(tài)銅原子的電子占有5種能量不同的原子軌道【答案】D【詳解】A．原子核外電子填充在6個軌道上的元素可能的電子排布式為1s22s22p63s1或1s22s2263s2，所以有兩種元素，故A正確；B．碳原子有6個電子，它的核外電子軌道表示式：，故B正確；C．基態(tài)鉀離子(K+)的電子排布式為：1s22s22p63s23p6，電子占據的最高能級共有3個原子軌道，其形狀是啞鈴形，故C正確；D．基態(tài)銅原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p64s13d10，電子占有7種能量不同的原子軌道，故D錯誤；故答案：D。7.某原子的3d能級中有一個電子,其第四能層中的電子數為()A.0 B.2 C.3 D.8【答案】B【解析】因為3d能級能量大于4s能級,所以電子先排滿4s,再排3d,電子排布式應為1s22s22p63s23p63d14s2。8.某種原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1,有關該原子的下列說法中正確的是()A.該原子核內有13個中子B.該原子的簡化電子排布式為[He]3s23p1C.該原子最外層有1個電子D.該原子第二能層上有8個電子【答案】D【解析】由電子排布式可以看出該原子核外共有13個電子,故只能確定核內質子數為13,無法確定中子數,A錯誤;該原子的簡化電子排布式為[Ne]3s23p1,B錯誤;該原子的最外層電子排布式為3s23p1,故最外層有3個電子,C錯誤。9.(雙選)下列有關電子層和能級的敘述正確的是()A.M電子層有s、p、d共3個能級,最多能容納18個電子B.3d能級最多容納5個電子,3f能級最多容納7個電子C.無論哪一電子層的s能級最多容納的電子數均為2D.任一電子層都有s、p能級,但不一定有d能級【答案】AC【解析】A項,M電子層有s、p、d共3個能級,最多容納18個電子;B項,3d能級最多容納10個電子,從N電子層開始有f能級,最多容納14個電子,不存在3f能級;C項,每個電子層都從s能級開始,且s能級最多容納2個電子;D項,K電子層只有s能級,不含有p能級。10．（2020·四川省南充高級中學高二期中）按照下列元素基態(tài)原子的電子排布特征判斷元素，并回答問題。A原子中只有一個能層且只含1個電子；B原子的2p軌道上得到2個電子后不能再容納外來電子；C原子價電子排布式為nsn-1npn+1；D的一種核素的質量數為59，中子數為31。(1)A的原子軌道形狀為___________。(2)畫出B的原子結構示意圖__________。(3)C的基態(tài)原子核外電子空間運動狀態(tài)有________種。(4)D2+的核外電子排布式是____________?！敬鸢浮壳蛐?1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8【分析】A原子中只有一個能層且只含1個電子，則A為H元素；B原子的2p軌道上得到2個電子后不能再容納外來電子，原子核外電子排布式為1s22s22p4，故B為O元素；C原子價電子排布式為nsn-1npn+1，由于s能級容納2個電子，即n-1=2，則n=3，C原子價電子排布為3s23p4，故C為S元素；D的一種核素的質量數為59，中子數為31，其質子數為59-31=28，故D為Ni元素；據此解答?！驹斀狻?1)A為H元素，電子只填充1s軌道，原子軌道為球形；答案為球形。(2)B為O元素，原子序數為8，核內8個質子，核外8個電子，各電子層上電子依次為2，6，其原子結構示意圖為；答案為。(3)C為S元素，原子序數為16，核外有16個電子，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，核外電子空間運動狀態(tài)由能層、能級、原子軌道決定，有1s軌道、2s軌道、3s軌道，2p、3p均有3個軌道，3p有3個軌道填充電子，故核外有9種不同空間運動狀態(tài)的電子；答案為9。(4)D是28號元素，原子核外有28個電子，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，失去4s能級2個電子形成D2+，D2+的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8；答案為1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。11．（2020·江蘇省邗江中學高二期中）有四種短周期元素，它們的結構、性質等信息如下表所述：元素結構、性質等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應堆的導熱劑BB與A同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素