高中化学人教版版选修二专项练习：原子结构（五大题型）

第一节原子结构

，题型梳理

【题型1能级能级的表示】

【题型2核外电子排布的规律与表示】

【题型3轨道式】

【题型4原子轨道】

【题型5基态与激发态】

，举一反三

【题型1能级能级的表示】

【例1】下列叙述不正确的是

A.越易失去的电子能量越高

B.在离核越远区域内运动的弓子能量越高

C.p能级电子能量一定高于s能级电子能量

D.在离核越近区域内运动的电子能量越低

【答案】C

【详解】A.核外电子能最越高，在原子核外较远区域内出现的几率越高，越易失去，则越易失去的电子

能量越高，故A正确；

B.核外电子能量越高，在原子核外较远区域内出现的几率越高，则在离核越远区域内运动的电子能量越

高，离核越近区域内运动的电子能量越低，故B正确：

C.由构造原理可知，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如3s能级电子能量高于2P能级电子能

量，故C错误；

D.核外电子能量越高，在原子核外较远区域内出现的几率越高，则在离核越远区域内运动的电子能量越

高，离核越近区域内运动的电子能量越低，故D正确；

故选C。

【变式以下能级符号正确的是

©6s②2d③3f@7p

A.B.®®C.③④D.①④

【答案】D

【解析】能级数与电子层数n相同，当n=2时，只有2s、2P能级，不能出现d能级，而当『3时也不会出

现3f能级。

【变式1・2】下列能层或能级符号不正确的是

A.MB.4sC.3pD.2d

【答案】D

【详解】A.第三能层用M表示，A不符合；

B.第四能层有s、p、d、f能级，B不符合；

C.第三能层有s、p、d能级，C不符合；

D.第二能层没有d能级，D符合；

故选D。

【变式1・3］若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是

A.E(3s)>E(2s)>E(Is)B.E(3s)>E(3p)>E(3d)

C.E(4f)>E(4s)>E(4d)D.E(5s)>E(4s)>E(5f)

【答案】A

【解析】B项，应为E(3d)>E(3p)>E(3s)；C项，应为E(4f)>E(4d)>E(4s)；D项，应为E

(5f)>E(5s)>E(4s).

【题型2核外电子排布的规律与表示】

【例2】下列化学用语表达正•确•的是

A.F原子的核外电子排布式：27

。"的电子排布图：回码EEE

B.

Is2s2p

C.基态Cu原子的价层电子排布式：30104sl

D.Cr的简化电子排布式：［Ar］3d44s2

【答案】C

【详解】A.F原子的核外电子排布式为Is22s22P5,选项中的是F的原子结构示意图，故A错误:

B.2P轨道上的电子的自旋方向相同，违背泡利原理，故B错误；

C.Cu是29号元素，基态Cu原子的价层电子排布式为3dM)4sl故C正确；

D.Cr是24号元素,Cr的简化电子排布式为［Ar］3d54sL故D错误；

故本题选C。

【变式2・1】下列各原子或离子的电子排布式中，错误的是

A.BIs22s22PlB.S*Is22s22P63s23P6

C.Ca2+Is22522P63s23P6D.CrIs22s22P63$23P63d44s2

【答案】D

【分析】根据构造原理、洪特规则、能量最低原理进行分析。

【详解】A.Bls22s22p',A正确；B.S'Is22s22P63s23P6,B正确;

C.Ca2+Is22s22P63s23P6,C正确；D.CrIs22s22P63s23P63d，4sID错误；

故选Do

【变式2-2］下列叙述正确的是

A.3dM2是基态原子的电子排布式

B.格原子的电子排布式：Is22s22P63s23P64sl3d5

C.铜原子的电子排布式：Is22s22P63s23P63d104sl

Is2s2p

D.氮,原子的轨道袤示式是jyjjRi］'|

【答案】c

【详解】A.3d64s2是基态原子的价电子排布式，故A错误；

B.Cr为24号元素，则辂原子的电子排布式：Is22s22P63s23P63dzs故B错误：

C.Cu为29号元素，铜原子的电子排布式：Is22s22P63s23P63M)4si,故C正确；

Is2s2p

D.氮原子的轨道表示式是而而|,故D错误。

综上所述，答案为C。

【变式2・3】下列能形成1：2型共价化合物的是

①1822s2与Is22s22P63s23P5；②E2822P?与［22s22P63s23P'；③Is22s22P3与Is22s22P4；④Is22822P63s2与

Is22s22P63523P5;⑤Is22522P4与2s22P63s23P4

A.®®®®B.②®④©C.①@③④D.①②③

【答案】A

【详解】根据核外电子排布式可推知①Is22s2与is22s?2p63s23P5为Be和C1,②】s22s22P?与Is22s°2p63sbp"

为C和S,③Is22s22P3与Is22s?2p4为N和O,④Is22s22P63s?与1522s22P63s23Ps为Mg和Cl,⑤Is22s/p』

与Is%纪d3s?3p，为。和S。能形成1:2型共价化合物中不含金属元素Mg；

故选Ao

【变式2-4】下列微粒中，未成对电子数最多的是

A.O：Is22s22P4B.P：Is22s22P63s23P3

C.Fc：Is22s22P63s23P63d64s2D.Mn：Is22s22P63s23P63d54s2

【答案】D

【详解】A.0原子未成对电子数为2；

B.P原子未成对电子数为3：

C.Fe原子未成对电子数为4：

D.Mn原子未成对电子数为5

综上，未成对电子数最多的是Mn,答案选D。

【题型3轨道式】

【例3】下列化学用语表达正确的是。

A.基态硅原子的轨道表示式：1S2s2p3s3P

TT][u]|ti|ti|ti|pu]pu

B.基态Cr的电子排布式：Is22s22P63s23P6对4s2

C—.NICCL的AA电rfa子Z式-4^：:C.l..：.N..：.C.l：

：C1：

D.c原子的核外能量最高的电子云图像如图:

【答案】D

【详解】A.基态硅原子的电子排布式为Is22s22P63s23P2,轨道表示式：

Is2s2p3s3p

也O1“八卜HO1卜故A错误；

B.Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，其电子排布式为Is22s22P63s23P63dmsT故B错误;

c.N3是共价化合物，电子式为：:黑产故C错误;

D.C原子的核外能量最高的轨道为2p,电子云图像如图:

故选D。

【变式3-1】下列原子外围电子层的电子排布图正确的是

【答案】B

2s2p

【详解】A.0的外围电子排布式违背了洪特规则，应为ElhH山A错误;

3d4s

B.Cu的外围电子排布式为3M。44,外围电子排布图为B

tltl

正确;

3s

c.Si的外围电子只有4个，外围电子排布图为区Jc错误;

3d4s

D.Mn是25号元素，外围电子排布图为D错误;

故选B。

【变式3-2］在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内，下列轨道表示式正确的是

3d4s4s

3d4s3d4s

cit；itit11111md111Hit]

【答案】c

［详解】核电荷数为26的Fe基态原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,3d有5个轨道，只有I个轨

道排满两个电子，且自旋方向相反，其他4个轨道各排1个电子，4s轨道排满2个电子，且自旋方向相

反，即C项正确。

【变式3・3】下列有关轨道表示式的表述正确的是

Is2s2p

A.

[ti][tT][WW1可表示单核10电子粒子基态时的电子排布

Is2s2P

B.违背了泡利规则

同向rrmn

由下|表示基态N原子的价层电子排布道表示式

C.

信］向IFlf|表示处于激发态的B原子的轨

D.

【答案】A

【详解】A.单核10电子粒子基态时的电子排布式为Is22s22P6,每个轨道内容纳2个电子，且自旋相反,

A正确;

Is2s

B.miKiitimi违背了洪特规则，B错误;

基态N原子的价层电子轨道表示式为园田王E,C错误;

c.

2s2p

D.该轨道表示式中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，D错误:

故选Ao

【变式3・4】下列有关电子排布式或电子排布图的结论错误的是

选项电子排布式或电子排布图结论

AIs22522P：2p；2p;违背洪特规则

BIs22522P63s23P63ds4sl书写正确

C1,,,,,1违背泡利原理

Is2s2p

DIs22s?2p43s23P63d2书写正确

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【详解】A.基态原子中，填入简并轨道的电子总是优先单独分占，且自旋平行，所以2P能级上电子排布

违背了洪特规则，A不符合题意；

D.轨道全空、全满、半满时能量低，较稳定，故24号。•元素的电子排布式Is22s22P63s23P63ds4sl符合构

造原理和洪特规则特例，B不符合题意：

C.当电子排布在同一轨道时，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋方向相反，原子核外电子在能量相同

的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同，该排布图违背了泡利原理，C不

符合题意；

D.原子核外电子先占有能最较低的轨道，然后依次进入能最较高的轨道，3s能级的能最高于2P能级，应

先填充2P能级，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，正确的电子排布式应为

Is22s22P63s23P64s2,D符合题意;

故选D。

【变式回答下列问题。

(1)Cu+基态核外电子排布式为。

(2)基态Fe原子有个未成对电子，Fe+的电子排布式为。

(3)S的基态原子核外有个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为。

(4)Cu的价层电子轨道示意图为o

(5)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为。

【答案】(1)口巾心(2)4[Ar]3d64sl(3)2[Ne]3s23P?

t;t;

3d4s

【详解】(I)已知Cu是29号元素，故Cu+基态核外电子排布式为[Ar]3d]。,故答案为：[Ar]3dq

(2)已知Fe是26号元素，则基态Fe原子的核外电子排布为：[Ar]3d64s2,则核外有4个未成对电子，

6

Fe+的电子排布式为[Ar]3dG4sl故答案为：4；lArJ3d4s*;

(3)已知S是16号元素，故S原子的核外电子排布为：[Ne]3s23P3S的基态原子核外有2个未成对电

子，Si是14号元素，故Si的基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23P2,故答案为:2：[Ne]3s23P?：

(4)已知Cu是29号元素,则Cu基态核外电子排布式为[Ar]3d%sl则Cu的价层电子轨道示意图为

t;nt;,故答案为：

3d4s3d4s

（5）已知Si是14号元素，故Si的基态原子核外电子排布式为［Ne］3s23P2,基态Si原子中，电子占据的最

高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为9,故答案为：M；9。

【题型4原子轨道】

【例4】下列有关叙述中正确的是

A.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的

B.各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束

c.3px、3py、3Pz的差异之处在于三者中电子（基态）的能量不同

D.电子云图上的每一个点都代表一个电子

【答案】A

【详解】A.原子轨道和电子云都用来描述电子运动状态，A正确；

B.每个电子层的能级种类不相同，并非都是从s能级开始到f能级结束，如第一电了•层只有s轨道，B错

误；

C.36、3py、3Pz属于同一能级上的不同轨道，其能量相同，C错误；

D.电子云中的小黑点代表电子出现的几率，小黑点越多，电子出现的几率越大，不代表电子，D错误；

故选：Ao

【变式4-1］下列叙述正确的是

A.各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7

B.各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束

C.钾的M层有8个电子，所以钾的M层有4个轨道

D.各能层含有的原子轨道数为2n2

【答案】A

【详解】A.各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7,故A正确；

B.各能层的能级都是从s能级开始，但不一定到f能级结束，第一能层只有s能级，第二能层只有s、p

两个能级，第三能层有s、p、d三个能级，都不存在f能级，故B错误；

C.M能层共有8个轨道，其中3s上有2个电子，3P上有6个电子，3d轨道是空轨道，没有电子，故C

错误；

D.各能层含有的原子轨道数为产，各能层最多容纳的电子数为2n2,D错误；

答案选A。

【变式4・2】电子层数n=3时，电子的空间运动状态（即原子就道）有

A.4种B.7种C.8种D.9种

【答案】D

【详解】电子层数n=3的原子轨道有3s（1个原子轨道），3p（3种伸展方向，即3个原子轨道），3d（5

种伸展方向，即5个原子轨道），共9个空间运动状态，故D符合题意。

综上所述，答案为D。

【变式4・3】下列离子中外层d轨道达半充满状态的是

A.24Cr3*B.26Fe3*C.27Co?+D.29C11

【答案】B

【分析】d轨道达半充满状态即d轨道填充了5个电子。

【详解】A.24Cr价层电子排布式为:3d54s',则24CN+价层电子排布式为:3d3,A不符合题意：

B.26Fe价层电子排布式为：3/41,则26Fe3‘价层电子排布式为：3d$,B符合题意；

C.〃Co价层电子排布式为：31r4q,贝J2/C0”价层电子排布式为：3d6.C不符合题意；

D.29cli价层电子排布式为：3/°43,则29。1+价层电子排布式为：3d1%D不符合题意；

故选B。

【变式4・4】下列说法正确的是

A.240原子的核外电子排布式是：Is22s22P63s23P63dzs2

B.最外层电子排布式为花的基态原子所对应元素一定是金属元素

C.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3PT4S—3d

D.3px、3py、3Pz轨道能量不相同

【答案】C

【详解】A.24Cr原子根据半充满稳定性更好，其核外电子排布式是：Is22s22P63shpndls'A错误；

B.最外层电子排布式为nd的基态原子可能是氢元素，也可能是金属元素，B错误；

C.根据能量最低原理，原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p-4s-3d,C正确；

D.3px、3py、3Pz轨道为简并轨道，能量相同，只是伸展方向不同，D错误；

故选C。

【题型5基态与激发态】

【例5】下列氮原子的轨道表示式中，能量由低到高的顺序是

A.①③②④B.①@@@C.④③②①D.②④③①

【答案】A

【详解】各能级轨道中电子能量：Isv2s<2p,能量较高的轨道中电子越多，该微粒能量越高，所以2P轨道

上电子越多、1s轨道上电子越少，该微粒能量越高，根据图知能量由低到高的顺序是①④，故答

案选A。

【变式5-1】下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是

A.Is22s22P5B.Is22s22P63s23P64s2

C.Is22s22P33slD.Is22s22P63s23Pbd'4sl

【答案】C

【洋解】A.Is22s22P5中，电子依次排满Is、2s,剩余电子排布在2P轨道上，表示的是基态氨原子的电子

排布，A不符合题意；

B.Is22s22P63s23P64s2按照凯道能量由低到高的顺序，依次排布在能量递增的轨道上，表示的是基态钙原

子的电子排布，B不符合题意；

CIs22s22P33sl中，电子未排满2P轨道，就排布在能量更高的3s轨道上，表示的是激发态的氧原子，C

符合题意；

D.Is22s22P63s23P63d54sl中，电子最后排布在3d、4s轨道上，符合洪特规则，4s轨道有一个电子进入3d

轨道，使3d轨道半充满，原子的能量低，稳定性强，D不符合题意；

故选C。

【变式5-2］下列轨道表示式正确且表示的是处于基态的C原子的是

ANN一B.|Htttt

Is2s2pIs2s2p

H_H__t__t___

ctMtttD

Is2s2pIs2s2p

【答案】A

【详解】基态C原子的电子排布式