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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
1.1.1 能层与能级 基态与激发态
一．选择题
1.下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是( )
A． 核外电子是分层运动的
B． 只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被
确定
C． 只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子
层的最多轨道数
D． 电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
【答案】C
【解析】电子所具有的能量不同，就会在不同的能层上运动，A项正确；电子运动状态是由能层、
能级、电子云的空间伸展方向以及电子自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同
的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；能层数确定能层中的最
多原子轨道数，C项错误。
2.下列说法正确的是（ ）
A． 任何一个电子层最多只有s、p、d、f四个能级
B． 用n表示电子层数，则每一电子层最多可容纳的电子数为2n2
C． 核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道
D． 电子的运动状态可从电子层、能级、原子轨道三个方面进行描述
【答案】B
【解析】A项，由于元素周期表未填满，以后还会有元素被发现，电子层除有 s、p、d、f四个能级
外，可能还有其他能级存在，错误。C项，核外电子运动的概率密度分布图表示电子在核外空间单
位体积内出现的概率，错误。D项，电子的运动状态可从电子层、能级、原子轨道、电子的自旋状
态四个方面进行描述，错误。
3.下列关于能层与能级的说法中正确的是( )
A． 同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同
B． 任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数
C． 同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D． 多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同
【答案】A
【解析】同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同，如 1s和2s，能量2s＞1s，A
正确；能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，
B错误；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是 2，C错误；多电子原子中，同
一能级上电子的能量相同，D错误。
4.下列能层中，包含f能级的是( )
A． K能层 B． L能层
C． M能层 D． N能层
【答案】D
【解析】K能层是第一能层，只有1s能级；L能层是第二能层，有两个能级，即2s和2p；M能层
是第三能层，有三个能级，即3s、3p、3d；N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、4d、4f。
根据能级数等于能层序数，只有能层序数≥4的能层才有f能级。
5.硅原子的电子排布式由1s22s22p63s23p2转变为1s22s22p63s13p3，下列有关该过程的说法正确的是(
)
A． 硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量
B． 硅原子由激发态转化为基态，这一过程释放能量
C． 硅原子处于激发态时的能量低于基态时的能量
D． 转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构相同，化学性质相同
【答案】A
【解析】硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量，则其处于激发态时的能量高于基态时的
能量，故A项正确，B、C项错误；转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构不相同，因为基态磷
原子的最外层排布式为3s23p3，化学性质也不相同，D项错误。
6.某元素的原子核外有三个电子层，其中M电子数是L层电子数的一半，则此元素( )
A． C B． Si
C． S D． C1
【答案】B
【解析】三个电子层即为K、L、M，K层为2个电子，L层为8个电子，M层的电子数是L层电子
数的一半，所以M层为4个电子，一共14个电子，该原子为硅。
7.下列能层的能量由低到高的顺序是( )
A． K、M、N、L
B． M、N、Q、P
C． L、M、N、OD． M、N、P、O
【答案】C
【解析】在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是K、L、M、N、O、P、Q…，C正确。
8.在短周期主族元素中，原子的核电荷数、核外电子层数、每层所容纳的电子数、主族序数均为偶
数的有( )
A． 2种 B． 3种 C． 4种 D． 8种
【答案】B
【解析】短周期中一、三周期为奇数，则原子一定在第二周期，又因原子的核电荷数、每层所容纳
的电子数、主族序数均为偶数，则一定为第二周期的Ⅱ A、ⅣA、ⅥA元素，即为Be、C、O三种
元素，B正确。
9.下列说法中肯定错误的是( )
A． 某原子K层上只有一个电子
B． 某原子M层上电子数为L层上电子数的4 倍
C． 某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D． 某原子的核电荷数与最外层电子数相等
【答案】B
【解析】当原子有M层时，L层上已填充了8个电子，此时M层上不可能填32个电子，B项错误。
10.图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
【答案】D
【解析】燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致
的，而平面镜成像则是光线反射的结果。
11.下列多电子原子不同能级能量高低的比较错误的是( )
A． 1s＜2s＜3s
B． 2p＜3p＜4p
C． 3s＜3p＜3dD． 4s＞3d＞3p
【答案】D
【解析】原子中不同能级电子能量从小到大顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、
5p、6s、4f…，A、B、C正确，D错误。
12.下列能级中，不属于M能层的是( )
A． 3s B． 4s C． 3p D． 3d
【答案】B
【解析】M能层含有3s、3p、3d三个能级。
13.下列有关光谱的说法中不正确的是( )
A． 原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱
产生的原因
B． 原子光谱只有发射光谱
C． 通过原子光谱可以发现新的元素
D． 通过光谱分析可以鉴定某些元素
【答案】B
【解析】电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，主要以光(辐射)的形式体现。电子从
基态跃迁到激发态时，会吸收能量，形成吸收光谱；电子从激发态跃迁到基态时，会放出能量，形
成发射光谱，B项错误。
14.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． 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B． 电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C． 氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D． 在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
【答案】A
【解析】解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现
象。在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子 ，这一过程要
吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释
放能量，从而产生红光，
二、填空题
15.比较下列原子的能级的能量高低：
(1)3d，4s；(2)3s，3p，3d；(3)2s，3s，4s。
【答案】(1)4s＜3d (2)3s＜3p＜3d (3)2s＜3s＜4s
【解析】解答此题的关键在于熟记构造原理。各能级的能量按1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……的顺序逐渐升高。
16.下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列。
(1)E 、E 、E 、E ：______________。
K N L M
(2)E 、E 、E 、E ：____________。
3s 2s 4s 1s
(3)E 、E 、E 、E ：____________。
4s 4d 4p 4f
【答案】(1)E ＜E ＜E ＜E
K L M N
(2)E ＜E ＜E ＜E
1s 2s 3s 4s
(3)E ＜E ＜E ＜E
4s 4p 4d 4f
【解析】不同的能层能量按K、L、M、N、O、P、Q依次升高，同一能层里，能级的能量按s、
p、d、f的顺序升高。
17.(1)理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级
第三能层有3个能级，分别为________。
(2)在同一个原子中，离核越近，n越小的能层能量________。在同一能层中，各能级的能量按s、
p、d、f的次序________。原子核外电子的每个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)之间存在
的关系是________。
【答案】(1)3s、3p、3d (2)越低 递增 2n2
【解析】多电子原子中，每个能层含有与能层序数相同的能级，能量由低到高按s、p、d、f……的
顺序依次排列，每一能级所能容纳的最多电子数是其轨道数目的 2倍，以s、p、d、f……排序的各
能级可以容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，英文字母相同的不同能级中所能容纳的
最多电子数相同。每个能层所能容纳的最多电子数为2n2。
18.含有钾元素的盐的焰色反应为________色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是
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【答案】紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)
光的形式释放能量
【解析】含有钾元素的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是激发态的
电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
