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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
1.1.2 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
一．选择题
1.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是( )
A． 在同一原子中，2p、3p、4p……能级的电子轨道数依次增多
B． 在同一能级上运动的电子，其能量一定相同
C． 在同一能级上运动的电子，其运动状态有可能相同
D． 在同一原子中，1s、2s、3s、4s……能级的原子轨道的平均半径相同
【答案】B
【解析】在同一原子中，任一能层的p能级都有三个互相垂直的原子轨道，A项错误；决定电子能
量的是能层和能级，也就是说，处于同一能层相同能级上的电子，即使处在不同的原子轨道上，其
能量也是相同的，B项正确；同一原子中没有运动状态完全相同的两个电子，C项错误；虽然s能
级的原子轨道的形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s……的顺序，电子的能量依次增高，电子在
离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，
D项错误。
2.下列说法中正确的是( )
A． [Ne]3s2表示的是Mg原子
B． 3p2表示第三能层有2个电子
C． 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D． 2p、3p、4p能级容纳的最多电子数依次增多
【答案】A
【解析】[Ne]3s2是Mg原子的简化电子排布式，A项正确；3p2表示3p能级上有2个电子，B项错；
同一原子中，1s、2s、3s电子的能量依次升高，C项错；2p、3p、4p能级容纳的最多电子数相同，
均为6，D项错。
3.X2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，下列说法正确的是( )
A． X可能为稀有元素
B． X原子的核外电子排布为1s22s22p63s2
C． X原子的核外电子排布为1s22s22p62d2
D． X2＋的最外电子层上有6个电子【答案】B
【解析】X原子应比X2＋多2个电子，故电子排布式为1s22s22p63s2，X为镁元素，Mg2＋的最外层有
8个电子。
4.4p轨道填充一半的元素，其原子序数是( )
A． 15 B． 33 C． 35 D． 51
【答案】B
【解析】4p轨道填充一半的元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子序数为33。
5.X、Y两元素可形成XY 型化合物，则X、Y原子最外层的电子排布可能是( )
2 3
A． X：3s23p1 Y：3s23p5
B． X：2s22p2 Y：2s22p4
C． X：3s23p1 Y：3s23p4
D． X：3s2 Y：2s22p3
【答案】C
【解析】A项，X、Y元素分别是铝和氯，可以形成AlCl ；B项，X、Y元素分别是碳和氧，可以
3
形成CO或CO；C项，X、Y元素分别是铝和硫，可以形成Al S；D项，X、Y元素分别是镁和氮，
2 2 3
可以形成MgN。
3 2
6.下列说法中正确的是( )
A． 1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B． 电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道图可表示为
D． 3d3表示3d能级有3个轨道
【答案】C
【解析】电子云是用小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率，小黑点不代表电子，小黑点的疏
密表示电子出现概率的大小，A、B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个轨
道，D项错误。
7.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( )
A． 一个小黑点表示1个自由运动的电子
B． 1s轨道的电子云形状为圆形的面C． 电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D． 1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
【答案】D
【解析】尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的
概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小
黑点的疏密程度来表示电子在核外出现概率的大小，点密表示电子在那里出现的概率大，反之则小。
由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，且电子在原子核附近出现的
概率最大，离核越远出现的概率越小。图中的小黑点表示的不是电子，而表示电子曾经出现过的位
置。
8.A原子的结构示意图为 。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )
A． 18、6、4
B． 20、8、6
C． 18、8、6
D． 15～20、3～8、1～6
【答案】B
【解析】第三能层上有3s、3p、3d三个能级，因为第四能层上已经含有电子，故3s、3p能级上已
经排满，3d能级可以排0、1、2、3、5、6、7、8、10个电子，故y为8、9、10、11、13、14、
15、16、18，则x为20、21、22、23、25、26、27、28、30，B项符合题意。
9.某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，有关该原子的下列说法中正确的是( )
A． 该原子核内有13个中子
B． 该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1
C． 该原子最外层有1个电子
D． 该原子第二能层上有8个电子
【答案】D
【解析】由电子排布式可以看出该原子核外共有13个电子，故只能确定该原子核内质子数为13，
中子数无法确定，A项错；该原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p1，B项错；该原子最外层有3个电
子，C项错。
10.电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是( )
A．ns B．np C． (n－1)d D． (n－2)f
【答案】B
【解析】根据原子中上述能级的能量高低顺序：ns<(n－2)f<(n－1)dE(2s)>E(1s)B．E(3s)>E(3p)>E(3d)
C．E(4f)>E(4s)>E(3d)
D．E(5s)>E(4s)>E(4f)
【答案】A
【解析】根据构造原理，各能级能量的大小顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f……
二、填空题
16.按要求填空：
(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。
①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：____________；
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：________；
③基态Ni2＋、Fe3＋、S2－的电子排布式分别为________、____________、____________。
(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为________。
(3)基态Ti2＋中，电子占据的最高的能层符号为________，该能层有________个能级。
(4)写出基态砷原子的电子排布式：________________，砷位于元素周期中第________周期第
________族。
【答案】(1)①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p1
③1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) 1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6) (2)Br
(3)M 3
(4)[Ar]3d104s24p3 四 ⅤA
【解析】(1)①L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅；②当次外层为K层时，最外层电子
数则为3，为硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能；
③Ni的原子序数为28，根据构造原理，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，故Ni2＋
的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8；基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电
子排布式为1s22s22p63s23p63d5；硫原子序数为16，基态硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，故S2
－的电子排布式为1s22s22p63s23p6。
(2)根据价电子排布式可知该元素有4个电子层，最外层有7个电子，位于元素周期表的第四周期第
ⅦA族，为Br元素。
(3)Ti 的原子序数为 22，基态 Ti 原子的电子排布式为[Ar]3d24s2，故基态 Ti2＋的电子排布式为
[Ar]3d2，电子占据的最高能层符号为M，该能层有3s、3p、3d 3个能级。
(4)砷的原子序数为33，基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，位于第四周期第ⅤA族。
17.如图是s能级和p能级的电子云轮廓图，试回答问题。(1)s电子云轮廓图呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子云轮廓图呈________
状，每个p能级有________个原子轨道，其能量关系为____________(填“相同”或“不相同”)。
(2)元素X的原子最外层的电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子；元素X的名
称是____，它的氢化物的电子式是________。
(3)若元素Y的原子最外层的电子排布式为nsn－1npn＋1，那么Y的元素符号应为________，原子的电
子排布图为______________________________。
【答案】(1)球 1 哑铃 3 相同
(2)2p 氮 H H
(3)S
【解析】(1)ns能级均有1个轨道，np能级均有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的
原子轨道都是哑铃状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以p、p、p 表示，能
x y z
量关系为p＝p＝p，即能量相同。
x y z
(2)因为元素X的原子最外层的电子排布式为nsnnpn＋1，np能级已排布电子，说明ns能级上已排满电
子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，元素X是氮。
(3)若当元素Y的原子最外层的电子排布式为nsn－1npn＋1时，有n－1＝2，则n＝3，那么元素Y的原
子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，元素Y是硫。
18.有A、B、C、D四种元素，其中A元素是1826年一位法国青年科学家发现的，他在研究海水制
盐时向剩余的副产物(苦卤)中通入氯气后发现溶液的颜色变深，经过一步提取可得红棕色液体，有
刺激性气味；B、C、D的核外电子层数不超过3个，D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子
数的2倍，而它们的最外层电子数相等；D原子的最内层电子数是B原子核外电子数的2倍。回答
下列问题：
(1)四种元素分别为A.________、B.________、C.________、D.________。
(2)A原子的电子排布式为______________，D原子的原子结构示意图为________。(3) 写 出 由 上 述 元 素 组 成 的 单 质 和 化 合 物 相 互 作 用 生 成 沉 淀 的 两 个 化 学 方 程 式
__________________________、____________________。
【答案】(1)Br(溴) H(氢) O(氧) S(硫)
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p5
(3)2H S＋O===2S↓＋2HO HS＋Br ===S↓＋2HBr
2 2 2 2 2
【解析】红棕色液体为液溴，A为溴元素。符合题意的C、D分别为氧元素和硫元素，而硫原子的
K电子层上有2个电子，则C为氢元素。四种元素形成的化合物中只有HS具有强还原性，能被
2
Br 、O 氧化为硫单质。
2 2
19.有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，
A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级
电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回
答下列问题：
(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)__________。写出该物质的一种主要用途：
______________。
(3)写出C元素基态原子的电子排布式：______________。
(4)写出D元素原子的价电子排布式________________。
【答案】(1)H O Al S K(写元素名称也可) (2)KAl(SO )·12H O 净水剂
4 2 2
(3)1s22s22p63s23p1 (4)3s23p4
【解析】B和D也属同一族，它们原子最外层的 p能级电子数是s能级电子数的两倍，所以可得
B、D的外围电子层排布为ns2np4，所以B为氧元素、D为硫元素；而A和E属同一族，它们原子
的最外层电子排布为ns1，所以A为氢元素，E为钾元素；C原子最外层上电子数等于D原子最外
层上电子数的一半，所以C的外围电子层排布为ns2np1，即C为铝元素。
