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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·江苏苏州·高二期末）符号“2p”没有给出的信息是
A．能级 B．电子层
C．电子云形状 D．电子云在空间的伸展方向
【答案】D
【详解】2p表示原子核外第2能层(电子层)中的p能级，电子云形状为哑铃形，其中p能级应有3个不同
伸展方向的原子轨道，可分别表示为p、p、p，“2p”符号没有表示出电子云在空间的伸展方向，故D项
x y z
正确。
2．（2022·吉林油田第十一中学高二期末）表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成
A．3p6 B．3d10 C．3s23p63d2 D．3s23p64s2
【答案】C
【详解】M层为第三能层，根据构造原理，电子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能级，故第三能
层有10个电子的电子排布式为3s23p63d2，故答案选C。
3．（2022·浙江·高二期末）下列属于基态Na原子的电子排布式的是
A．1s22s22p6 B．1s22s22p53s2
C．1s22s22p33p1 D．1s22s22p63s1
【答案】D
【详解】基态钠原子为11号元素，核外有11个电子，根据能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，
其原子核外电子排布为1s22s22p63s1，故选D。
4．（2022·天津东丽·高二期末）图A和图B分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关
说法正确的是
A．图A中的每个小黑点表示1个电子
B．图B表示1s电子只能在球体内出现
C．图A中的小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现机会的多少
D．图B表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无数对称轴
【答案】C【详解】A．图A中小黑点表示电子出现的几率，小黑点越密集表示电子出现的概率越大，A错误；
B．图B是电子云轮廓图，取电子云的90%的部分即出现概率比较大的部分，界面外出现电子的概率为
10%，即1s电子可能出现在球体外，B错误；
C．图A中小黑点表示电子出现的几率，电子在核外空间某处单位体积内出现机会的多少，C正确；
D．1s轨道呈空间上的球形，而非圆形，D错误；
故选C。
5．（2022·陕西西安·高二期末）下列说法不正确的是
A．原子核外电子排布，先排满 层再排 层、先排满 层再排 层
B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形
D．各能层含有的原子轨道数为 (n为能层序数)
【答案】A
【详解】A．原子核外电子排布，先排满 层再排 层、先排 层再排 层，但不一定要排满 层再排
层，如Ca原子的核外电子排布为2、8、8、2，M层未排满，故A错误；
B．s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，比1s轨道大，故B正确；
C．p轨道无论哪一能层均为哑铃形，故C正确；
D．每个能层容纳的最大电子数为2n2，每个轨道最多容纳2个电子，则各能层含有的原子轨道数为 ，故
D正确；
答案选A。
6．（2022·四川省绵阳第一中学高二阶段练习）下列电子排布中，原子处于激发状态的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】 ．电子排布式 符合能量最低原理， 所以原子为基态，故 不选；
B． 符合能量最低原理， 所以为基态，故 不选；
C． 符合能量最低原理，所以为基态，故C不选；
D． 为激发态，根据能量最低原理知，其基态应为 ，
故 选；
故选 。
7．（2022·河南·周口市文昌中学高二阶段练习）某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法中
不正确的是
A．该元素原子中共有25个电子 B．该元素原子核外有4个能层C．该元素原子最外层共有7个电子 D．该元素原子M能层共有13个电子
【答案】C
【详解】根据1s22s22p63s23p63d54s2，该原子有4个能层，共有25个电子，最外层有2个电子，第三层(M能
层)有13个电子，综上所述，答案选C。
8．（2022·北京铁路二中高二期中）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．每个p能级都有3个原子轨道
B．s能级和p能级的原子轨道形状相同
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无关
【答案】A
【详解】A．每个p能级都有相互垂直的p、p、p3个原子轨道，A正确；
x y z
B．s能级的原子轨道形状为球形，而p能级的原子轨道形状为哑铃形，则不相同，B错误；
C．已知Na是11号元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s1，故钠原子的电子在1s、2s、2p、3s
等6个原子轨道上高速运动，C错误；
D．s能级的原子轨道半径随着能层序数的递增而增大，形状保持不变，D错误；
故答案为：A。
9．（2022·浙江宁波·高二期中）下列说法正确的是
A．不同的原子轨道，其形状可以相似
B．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形
C．2p能级有2个p轨道
D．氢原子的电子运动轨迹呈球形
【答案】A
【详解】A．不同能级的原子轨道形状可以相同，如1s、2s能级的原子轨道都是球形，只是半径不同，故
A正确；
B．现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动状态，故B错误；
C．任何电子层的p能级都有3个p轨道，故C错误；
D．根据B项分析，氢原子s轨道呈球形，并不是电子运动轨迹呈球形，故D错误；
答案选A。
10．（2022·吉林松原·高二阶段练习）下列说法不正确的是
A．ls与2s的原子轨道都呈球形
B．3p与2p的原子轨道都是纺缍形C．同一能层中，p电子能量比s电子能量大
D．电子云表示的是电子在原子核外空间的运动轨道
【答案】D
【详解】A．不同能层相同能级的原子轨道形状相同，故ls与2s的原子轨道都呈球形，A正确；
B．不同能层相同能级的原子轨道形状相同，3p与2p的原子轨道都是纺缍形，B正确；
C．根据能级构造原理可知，同一能层中，p电子能量比s电子能量大，C正确；
D．电子云表示的是电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，D错误；
故答案为：D。
11．（2022·福建·三明一中高二阶段练习）下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是
A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数也增多
D．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
【答案】A
【详解】A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5，故A正确；
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子不只能在球壳内运动，还在球壳外运动，只是在球壳外
运动概率较小，故B错误；
C．p能级的原子轨道呈纺锤形，p能级原子轨道数为3，与电子层数无关，故C错误；
D．电子云表示电子出现的几率，即表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少，故D错误；
选A。
培优第二阶——拓展培优练
12．（2022·福建省泉州实验中学高二期中）以下关于原子核外电子的叙述正确的是
A．在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的
B．电子云的小黑点表示电子曾在该处出现过一次
C．所有原子的电子云都是球形的
D．原子核外电子的运动无法作规律性描述
【答案】A
【详解】A．一个原子轨道中可以容纳2个自旋方向相反的电子，但是其电子云是相同的，A正确；
B．电子云中的黑点本身没有意义，不代表1个电子，也不代表出现次数，小黑点的疏密表示出现机会的
多少，B错误；
C．能级s的电子云是球形的，其他不是，C错误；
D．核外电子的运动是没有规律的，但是可用电子云来反映电子在核外无规则运动时某点出现的概率，D
错误；
答案选A。
13．（2022·湖北·高二阶段练习）某基态原子的所有含电子的能层中，其最高能层所含电子最少，且基态原子核外有15种不同空间运动状态的电子，则该原子的元素符号可能是
A．K B．Sc C．Cu D．Ga
【答案】C
【详解】A．K的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，最高能层电子数为1，有10种不同空间运动状态的电
子，A错误；
B．Sc的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d14s2，最高能层电子数为2，有11种不同空间运动状态的电子，B
错误；
C．Cu的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，最高能层电子数为1，有15种不同空间运动状态的电子，
其最高能层所含电子最少，且基态原子核外有15种不同空间运动状态的电子，C正确；
D．Ga的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p1，最高能层电子数为3，有16种不同空间运动状态的电
子，D错误；
故选C。
14．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）下列基态电子排布式中错误的是
A．Ne、1s22s22p6 B． S2-、1s22s22p63s23p6
C．Ca2+、1s22s22p63s23p6 D．F、1s22s12p6
【答案】D
【详解】A．Ne是10号元素，根据构造原理，可知基态Ne原子核外电子排布式是1s22s22p6，A正确；
B．S2-是S原子获得2个电子形成的，根据构造原理可知基态S2-核外电子排布式是1s22s22p63s23p6，B正确；
C．Ca是20号元素，根据构造原理可知基态Ca原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s2，Ca2+是Ca失去
最外层的2个4s电子形成的，则其核外电子排布式是1s22s22p63s23p6，C正确；
D．F是9号元素，根据构造原理可知基态F原子核外电子排布式是1s22s22p5，D错误；
故合理选项是D。
15．（2022·四川自贡·高一期末）已知某元素的基态原子的价电子排布式为 ，则下列说法正确的是
A．该元素的基态原子的最外层电子数是4
B．该元素的原子序数为6
C．该元素的基态原子的轨道数为4
D．该元素的基态原子的M层上共有6种不同运动状态的电子
【答案】D
【详解】A．价电子排布式为 ，则最外层电子数为6，A错误；
B．根据价电子排布式为 ，可知该元素为S，为16号元素，B错误；
C．该元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p4，基态原子的轨道数为1+1+3+1+3=9，C错误；
D．该元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p4，M层上共有6种不同运动状态的电子，D正确；
故选D。
16．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素或其化合物不可
能具有的性质是A．该元素单质能与水发生反应 B．该元素的最高化合价呈+7价
C．该元素最高价氧化物的水化物显酸性 D．该元素气态氢化物的热稳定性比HCl强
【答案】D
【分析】某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素位于第四周期，第ⅦA族，即溴元素；
【详解】A．根据分析可知，该元素单质为Br ，能与水发生反应生成HBr和HBrO，故A正确；
2
B．主族元素的最高正价等于主族序数，所以该元素的最高化合价呈+7价，故B正确；
C．该元素最高价氧化物的水化物为高溴酸，即HBrO ，显酸性，故C正确；
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D．同主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，所以，非金属性Br＜Cl，金属性越强，氢化物越稳定，
所以氢化物稳定性：HBr＜HCl，故D错误；
故选：D。
17．（2022·云南省通海县第三中学高二期末）下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A． Na：1s22s22p7 B． Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
11 47
C． Ca：1s22s22p63s23p63d2 D． Br：[Ar]3d104s24p5
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【答案】D
【详解】A．由泡利不相容原理可知，基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态银原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
18．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二阶段练习）下列表述正确的是
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．基态Se的价电子排布式：3d104s24p4
C．基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D．电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
【答案】A
【详解】A．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，A项正确；
B．基态Se的价电子排布式： ，B项错误；
C．基态铍的价电子排布式： ，则基态铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形，C项错误；
D．原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产
生原子光谱，D项错误；
答案选A。
19．（2022·陕西·周至县第四中学高二阶段练习）请根据构造原理，按要求写出下列电子排布式或原子结构示意图：
(1) S的电子排布式_______。
16
(2) Na的次外层电子排布式_______。
10
(3) Ca的最高能层的电子排布式_______。
20
(4) Fe的简化电子排布式_______。
26
(5) Co的原子结构示意图_______。
27
(6) Fe3+的电子排布式_______。
26
(7) As的简化电子排布式为_______。
33
【答案】(1)1s22s22p63s23p4
(2)2s22p6
(3)4s2
(4)[Ar]3d64s2
(5)
(6)1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5
(7)[Ar]3d104s24p3
【解析】（1） S核外有16个电子，排布式为1s22s22p63s23p4；
16
（2） Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则此外层为2s22p6；
10
（3） Ca的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，最高能层为第4层，电子排布式为4s2；
20
（4） Fe核外有26个电子，简化电子排布式为[Ar]3d64s2；
26
（5） Co核外有27个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，所以原子结构示意图为 ；
27
（6） Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去最外层中3个电子后形成 Fe3+，所以 Fe3+的电子排布式为
26 26 26
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
（7） As核外有33个电子，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
33
【点睛】根据原子核外电子的排布规律和构造原理书写原子的电子排布式，应注意从3d能级开始出现“能
级交错”现象。而且要看清题目的要求“最外层”还是“M层”“简化”等要求，其中阳离子的电子式是
在原子的基础上先失去最外层电子。而不是完全按照填充顺序逆向进行。在书写原子结构示意图时，注意
非主族元素，应该先写出电子排布式，再根据电子排布式写出原子结构示意图。
20．（2021·吉林·长春市第二十九中学高二期末）(1)s电子的原子轨道呈___________形，每个s能级有
___________个原子轨道；p电子的原子轨道呈___________形，每个p能级有___________个原子轨道。
(2) 基态铝原子核外共有___________种不同能级的电子，有___________种不同运动状态的电子。
【答案】 球 1 哑铃 3 5 13【详解】(1)s电子的原子轨道为 ，所以呈球形，每个s能级只能容纳自旋方向相反的2个电子，
所以只有1个原子轨道；p电子的原子轨道为 、 、 ，从图中可以看出，p电子的原
子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。答案为：球；1；哑铃；3；
(2)基态铝原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p共5种不同能级的电子，原子核外
共有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。答案为：5；13。
21．（2022·福建省宁化第六中学高二阶段练习）某元素的基态原子外层的电子排布为4s1。
(1)若该元素为主族元素，则该元素的元素符号为_______，写出该元素基态原子的电子排布式_______。
(2)若该元素的原子中3d轨道上有5个电子，则该元素符号为_______，其价电子排布式为_______，位于
周期表中第_______周期_______族。
【答案】(1) K 1s22s22p63s23p64s1
(2) Cr 3d54s1 四 ⅥB
【解析】（1）该元素的基态原子外层的电子排布为4s1，若该元素为主族元素，则该元素的元素符号为
K，该元素基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p64s1。
（2）该元素的基态原子外层的电子排布为4s1，若该元素的原子中3d轨道上有5个电子，则该元素符号为
Cr，其价电子排布式为3d54s1，位于周期表中第四周期ⅥB族。
22．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二阶段练习）回答下列问题：
(1)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为
_______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是_______。
(2)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每
个p能级有_______个原子轨道。
(3)元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其p电子云在空间有3个互相_______(填“垂直”或
“平行”)的伸展方向；元素X的名称_______，它的最低价氢化物的电子式是_______。
(4)元素Y的基态原子电子排布式为nsn-1npn+1，则Y的元素符号为_______。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p4 HSO
2 4
(2) 球 1 哑铃 3
(3) 垂直 氮
(4) S
【解析】（1）根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子
核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，该元素是S元素，S元素最外层有6个电子，其最高化合价是+6价，
其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，其化学式为HSO ；
2 4
（2）s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。
（3）元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，其p电子云在空间有3个互相垂直的伸展方向；s轨
道只能排满2个电子，所以n＝2，核外电子数是7个，则元素X的名称氮，它的最低价氢化物是氨气，电
子式是 。
（4）元素Y的基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1，s轨道只能排满2个电子，所以n-1=2，n＝3，则Y
的元素符号为S，其基态原子的电子排布图为。
