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第一章 原子结构与性质
核心知识1 能层与能级 原子光谱
1. 基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______。
【答案】 N
【详解】K原子核外电子排布式为 ，电子占据的最高能层符号为N。
2. 指出下列符号的意义：
(1)2s：____；
(2)2p3：____；
(3)3p ：____。
【答案】(1)第二能层的s能级
(2)2p能级中填充了3个电子
(3)3p 轨道中填充了1个电子
x
【详解】（1）2s表示第二能层的s能级；
（2）2p3表示2p能级中填充了3个电子；
（3） 表示 轨道中填充了1个电子。
3. 下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是
A．氢原子发光 B．霓虹灯发光 C．燃放烟花 D．钠与水剧烈反应
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】电子由能量较高的能级跃迁到能量较低能级时，以光的形式释放能量，氢原子发光、霓虹灯发光、
燃放烟花等现象都是电子发生跃迁释放能量形成的，钠与水反应与电子的跃迁没有直接关联，故选D；
答案选D。
4. 对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
C．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
D．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线【答案】C
【详解】A．光是电子释放能量的一种重要形式，霓虹灯发光过程中没有新物质生成，故A错误；
B．霓虹灯发光过程属于物理变化，没发生化学反应，故B错误；
C．由于处于激发态的氖原子不稳定，则电子由激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，多余的能量
以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故C正确；
D．通电后基态氖原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，这一过程产生的吸收光谱中暗线不连续，则不
可能出现吸收除红光以外的光线，故D错误；
答案选C。
5. 回答下列问题：
(1)1861年德国人基尔霍夫(r. Kirchhoff)和本生(R.w. Bunsen)研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，
从而发现了铷元素，他们研究的是_______
(2)含有钾元素的盐的焰色试验为_______色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是_______
【答案】(1)原子光谱
(2) 紫 电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式
释放能量
【解析】(1)1861年德国人基尔霍夫和本生研究锂云母的红外光谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了
铷元素，铷的发现，是用光谱分析法研究分析物质元素成分取得的第一个胜利，答案为原子光谱；
(2)含有钾元素的盐的焰色试验为透过蓝色钴玻璃观察到紫色；许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是
电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量。
6. 基态与激发态
(1)基态原子：处于___________状态的原子，
(2)基态原子___________，电子跃迁到___________，变为激发态原子；
(3)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将___________；
(4)___________是电子跃迁释放能量的重要形式之一。
【答案】(1)最低能量 (2) 吸收能量 较高能级 (3)释放能量 (4)光(辐射)
【解析】略
核心知识2 构造原理与电子排布式
7. 下列各组指定的元素，能形成 型化合物的是
A． 和 B． 和C． 和 D． 和
【答案】D
【详解】A． 和 ，前者为C，后者为O，不能形成C O，故A不符合题意；
2 2
B． 和 ，前者为S，后者为O，不能形成SO，故B不符合题意；
2 2
C． 和 ，前者为Mg，后者为F，不能形成MgF，只能形成MgF ，故C不符合题意；
2 2 2
D． 和 ，前者为Na，后者为O，能形成NaO，故D符合题意。
2 2
综上所述，答案为D。
8. 下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是
A．Ca2+：1s22s22p63s23p6
B．F-：1s22s23p6
C．P：最外层电子排布图为
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】A
【详解】A．Ca为20号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，则Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6，A
正确；
B．F为9号元素，F-的核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B不正确；
C．P的价电子排布为3s23p3，根据洪特规则，最外层电子排布图为 ，C不正确；
D．Cr为24号元素，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1(应符合洪特规则)，D不正确；
故选A。
9. 镍元素基态原子的电子排布式为______， 能级上的未成对电子数为______。
【答案】 或 2
【详解】镍为28号元素，其核外电子排布式为 或 ， 能级上的未成对电
子数为2。
10. 根据 Mn原子核外电子排布情况，回答下列问题。
25
(1)价层电子排布图：_______。
(2)在锰原子的核外电子中，有_______种运动状态不同的电子；共有_______对成对电子；有_______个未
成对电子；最高化合价为_______价。
【答案】(1) (2) 25 10 5 +7
【解析】（1） Mn位于第四周期第VIIB，价层电子为3d54s2，其价层电子排布图为
25（2）锰原子中共有25个电子，故有25种运动状态不同的电子；其基态电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s2，除3d轨道上的都是孤电子外，其它每个轨道上都是成对电子，故有10对成对电子，
5个未成对电子；最高化合价+7价。
11. 按要求填空：
(1)Fe成为阳离子时首先失去_______轨道电子，Sm的价层电子排布式为 ， 价层电子排布式为
_______。
(2)Cu2+基态核外电子排布式为_______。
【答案】(1) 4s 4f6 (2) 或
【解析】（1） 金属原子变为阳离子，首先失去最外层电子，故优先失去4s轨道上的电子；Sm的价层电
子排布式为 ， 价层电子排布式为 ；
（2）铜为29号元素， 基态核外电子排布式为 或 。
核心知识3 电子云与原子轨道
12. 下列关于氢原子电子云的说法正确的是
A．通常用小点来表示电子的多少，小点密度大，电子数目多
B．小点密度大，单位体积内电子出现的机会大
C．通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动
D．其轮廓图为圆形
【答案】B
【详解】A．小点的疏密表示电子出现的概率大小，不表示电子数目的多少，小点密度大，电子出现的概
率高，A错误；
B．小点密度大，电子出现的概率高，单位体积内电子出现的机会大，B正确；
C．小点表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，C错误；
D．氢原子的电子云轮廓图为球形，D错误；
故选B。
13. 下列叙述正确的是
A．核外电子排布遵循了能量最低原理的原子就是基态原子
B．原子轨道和电子云都可以用来描述电子的空间运动状态
C．各能层的s电子云轮廓图都是圆形，但圆的半径大小不同
D．电子云图中的每个小黑点表示一个电子
【答案】B
【详解】A．基态原子一般是核外电子排布遵循了能量最低原理的原子，还有特殊的电子排布式，比如
Cr：3d54s1，故A错误；
B．原子轨道和电子云都可以用来描述电子出现概率较高的区域，都是用来描述电子的空间运动状态，故B正确；
C．各能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同，故C错误；
D．小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率,不表示电子数目，故D错误；
故选B。
14. 下列有关原子轨道的描述，正确的是
A．从空间结构看， 轨道比 轨道大，其空间包含了 轨道
B．p能级的能量一定比s能级的能量高
C． 、 、 能级的轨道数依次增多
D． 、 、 轨道相互垂直，且能量不相等
【答案】A
【详解】A．从空间结构看， 2s 轨道比 1s 轨道大，其空间包含了 1s 轨道，A正确；
B．同一能层p能级的能量一定比s能级的能量高，B错误；
C．2p 、3p、4p能级的轨道数相同，C错误；
D．2p 、 2p 、 2p 轨道相互垂直，且能量相等，D错误；
x y z
故选A。
15. LiCoO 、LiFePO 常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为___，基态磷原子中，
2 4
电子占据的最高能层符号为___；该能层能量最高的电子云在空间有___个伸展方向，原子轨道呈___形。
【答案】 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 M 3 哑铃
【详解】（1）Co为27号元素，Co原子核外有27个电子，根据核外电子排布规律可得其基态Co原子核
外电子排布式；基态磷原子核外有三层电子，故最高能层符号为M，电子云在空间有3个伸展方向，原子
轨道为哑铃型，故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；M；3；哑铃；
16. 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_______。
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)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：_______；④ ：_______。
(3)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】 c 4 5 13
【详解】(1) a．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；b．多电子原子在
第n层中不同能级的能量大小顺序为 ，b项正确；c．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项错误；d．离核越近，电子能量越低，d正确；
故选c；
(2)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顺序为
；②相同电子层上原子轨道能量的高低顺序为 ；③电
子层和能级均相同的原子轨道的能量相等，如 ，
原子轨道的能量高低顺序依次为：① ；② ；③ ；④ ；
(3)s轨道只有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方向。又因为 结构示意图为 ，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个；共有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，故答案为：4；5；13。
核心知识4 电子排布与元素推断
17. M-的最外层电子排布式为3s23p6，下列说法中正确的是
A．M可能为稀有气体元素
B．M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1
C．M原子的价层电子排布式为3p5
D．M的最外电子层上有7个电子
【答案】D
【分析】M-是M原子获得1个电子形成的，其最外层电子排布式为3s23p6，则M是17号Cl元素，然后根
据问题分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知M是17号Cl元素，属于第三周期第ⅦA元素，A错误；
B．M是17号Cl元素，根据构造原理可知基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，B错误；
C．M是17号Cl元素，Cl-的核外最外层电子排布式为3s23p6，则M原子的最外层电子即价层电子排布式
为3s23p5，C错误；
D．M是Cl元素，Cl原子的最外电子层上有7个电子，D正确；
故合理选项是D。
18. 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。
19. 为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分别有1个、7个运动状态完
全不同的电子，Y原子中各亚层的电子数相等，W原子最外层电子数是内层的3倍，R的原子半径是该周
期主族元素中最大的。下列说法正确的是
A．最高价含氧酸的酸性： B．简单离子半径：
C．得电子能力： D． 形成的化合物一定不含离子键
【答案】B
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z原子中分别有1、7个运动状态
完全不同的电子，则X、Z原子序数为1、7，则X是H元素、Z是N元素；Y原子中各亚层的电子数相等，
则Y为C元素；R的原子半径是该周期主族元素中最大的，则R是Na元素；W原子最外层电子数是内层
的3倍，则W为O元素。
【详解】A．氧元素的非金属性强，不存在正化合价，故A错误；
B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越大，所以氧离子的离子半径大于钠离子，故B正
确；
C．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，得电子能力依次增强，则得电子能力的顺序为O＞N
＞C，故C错误；
D．H、N、O三种元素可以形成含有离子键的离子化合物硝酸铵或亚硝酸胺，故D错误；
故选B。
20. X、Y、Z三种元素的原子，其价电子排布式分别为ns1、3s23p4和2s22p4，由这三种元素组成的化合物
的化学式不可能是
A．XYZ B．XYZ C．XYZ D．XYZ
2 2 7 2 4 2 3 3
【答案】D
【分析】X价电子排布式分别为ns1，则X为ⅠA族元素，化合价为+1价，Y的排布式为3s23p4，则Y为S
元素，Z的价电子排布式为2s22p4，则Z为O元素，化合价为-2价。
【详解】A．XYZ 中Y的化合价为+6价，S元素有+6价，故A不符合题意；
2 2 7
B．XYZ 中Y的化合价为+6价，S元素有+6价，故B不符合题意；
2 4
C．XYZ 中Y的化合价为+4价，S元素有+4价，故C不符合题意；
2 3
D．XYZ 中Y的化合价为+5价，S元素不存在+5价，故D符合题意；
3
答案选D。
21. 下列用原子最外层电子排布式表示的各对元素中，能形成离子化合物的是
A． 和 B． 和
C． 和 D． 和【答案】D
【详解】A． 为13号Al元素， 为17号Cl元素，则Al、Cl两元所形成的化合物 为共价
化合物，故A错误；B． 为6号C元素， 为8号O元素，则C、O两元素所形成的化合物
均为共价化合物，故B错误；C． 为1号H元素， 为16号S元素，H、S元素所形成的
化合物 为共价化合物，故C错误；D． 为12号Mg元素， 为35号Br元素，则Mg、Br所形
成的化合物 为离子化合物，故D正确；
答案选D。
22. 已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后形成半满结构；C原子的2p轨道上有
1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子3d能级全空，第四电子层上只有1个电子；E原
子的核电荷数为B、D核电荷数之和。
(1)按要求书写下列图式。
① B原子的核外电子排布简式：_______；
② C原子的外围电子排布图：_______；
③ D原子的核外电子排布式：_______；
(2)写出E的元素符号：_______，它所在周期表中的位置_______。
【答案】 [Ne] 3s23p2 1s22s22p63s23p64s1 As 第四周期第VA族
【分析】已知A原子中只含1个电子，则为H元素，B原子的3p轨道上得到1个电子后形成半满结构，则
3p轨道上有2个电子，为Si元素，C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，
则2p轨道上有4个电子，为0元素，D原子3d能级全空，第四电子层上只有1个电子，为K元素，E原子
的核电荷数为B、D核电荷数之和，则原子序数为14+19=33，为As元素，以此解答。
【详解】(1)①B为Si元素，原子序数为14，原子核外有3个电子层，最外层电子数为4，原子核外电子排
布图为[Ne] 3s23p2；②C为O原子，原子核外有8个电子，原子的外围电子排布图为 ；
③D为K元素，原子核外有4个电子层，最外层电子数为1，电子排布式为：1s22s22p63s23p64s1， 故答案
为： [Ne] 3s23p2； ；1s22s22p63s23p64s1；
(2) E为As元素，原子序数为33，位于周期表第四周期V A族，故答案为：As；第四周期第VA族。
核心知识5 核外电子排布原理
23. 下列说法错误的是
A． 电子的能量不一定高于 p电子的能量
B． 的电子排布式 违反了洪特规则C．电子排布式 违反了构造原理
D．电子排布式 违反了泡利原理
【答案】A
【分析】洪特规则：在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，
即为洪特规则，又称为最多轨道原理，一般电子总是尽先自旋平行地分占不同轨道。
泡利原理：不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态，也就是一个亚层中最多能有2个电子，其
自旋相反。
【详解】A．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，A错误；B．对于C 原子来说，2p能级有3个能
量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，
B正确；C．根据轨道能量高低顺序可知E Be，因此电负性最大的是F元素，故
选D。
43. 下列各组元素的电负性大小顺序正确的是
A． B． C． D．
【答案】A
【分析】同一周期从左到右，元素的电负性增大，同一主族从上至下电负性呈现减小的趋势。
【详解】A．P
