人教版高中化学选三核外电子排布
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【提示】 电子排布图。
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
第2步 阐述——要点归纳，深化知识 1．核外电子排布遵循的规律： (1)能量最低原理。 (2)泡利原理。 (3)洪特规则。
概念：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的 光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光 谱，总称原子光谱。
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
(1)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。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，将以光的 形式释放能量。
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
【解析】 在日常生活中我们见到的许多可见光都与原子
的核外电子跃迁释放能量有关，由此可知并不是自然界中的所
有原子都处于基态；基态原子的能量与激发态原子的能量大小
比较是针对同一种原子而言的，对于同一原子来讲：基态原子
吸收能量
激发态原子；激发态原子的能量较高，但是
【答案】 B
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预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 问题 1 问题 2 问题 3 问题 4
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
学生分组探究一 基态与激发态和电子跃迁 第1步 探究——问题引入，自主探究 1．照镜子能看到自己的脸，镜子里的像是电子跃迁的结果 吗？ 【提示】 不是。 2．电子跃迁只是吸收能量吗？ 【提示】 不一定，也可能释放能量。
新课标化学·选修3 物质结构与性质
自
主
学
习
·
基
础 知 识
第二课时 核外电子排布
课 时
作
业
解 疑 合 探 ·
重 难 释 疑
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
[学习目标] 1.知道原子的基态和激发态的含义。 2.初步 知道原子核外电子的跃迁、吸收和发射光谱，了解其简单应 用。 3.了解电子云和原子轨道的含义。 4.知道原子核外电子 的排布遵循能量最低原理。(重难点)
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【解析】 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，从而产生红色光，故A项正确。
【答案】 A
4．光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的 特征 谱 线来鉴定元素的分析方法。
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1．为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 【提示】 能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量 越低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量状态 的趋势。
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第2步 阐述——要点归纳，深化知识 1．基态原子：处于最低能量的原子。 2．激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃 迁到较高能级，变成激发态原子。
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3．电子跃迁与原子光谱
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三、泡利原理和洪特规则 1．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 2 个电 子，且他们的自旋状态 相反 。 2．洪特规则：当电子排布在 同一 能级的 不同 轨道时， 基态原子中的电子总是优先 单独 占据一个轨道，而且自旋状态 相同 。
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3．能层与能级(原子轨道的类型)及原子轨道数目有何关 系？
【提示】 第n能层上有n个能级、n2个原子轨道。例如， 第三能层就有3个能级(3s,3p,3d)，包含9个原子轨道，不同能级 中的电子云可能有不同的伸展方向，即可能有不同的原子轨 道。
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【解析】 原子核外电子是无规则的高速运动，没有固定 的轨道，A错；多电子原子中的核外电子，根据能量由低到高分 布在不同的能层和能级中，不同的原子，能量最高的电子所处 的轨道不同，B错；各能层s轨道的半径大小为1s<2s<3s……，C 项正确；在同一能级上运动的电子，可能处于不同的原子轨 道，同一原子轨道中的电子，自旋状态不同，D错。
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二、电子云与原子轨道
1．电子运动的特点：电子质量小，运动速度快，无规则，
故无法确定某个时刻处于原子核外空间何处。只能确定它在原
子核外空间各处出现的 概率 。
2．电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子
核外空间的 概率密度 分布的形象化描述。电子云中的小黑点
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2．下列能层中，原子轨道数目为9的是( )
A．K层
B．L层
C．M层
D．N层
【解析】 能层K、L、M、N含有的轨道数分别为1、4、
9、16。
【答案】 C
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3．基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正 确的是( )
电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生原
子光谱，D 不正确。 【答案】 C
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学生分组探究二 核外电子排布规则及表示方法 第1步 探究——问题引入，自主探究 1．第三能层中的电子都比第四能层中的电子能量低吗？ 【提示】 不一定，如3d>4s。 2．泡利原理和洪特规则有何区别？
【答案】 C
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5．(2015·南昌高二检测)下列关于氢原子电子云图的说法正 确的是( )
A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数 目多
B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大 C．通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动 D．电子云图是对电子运动无规律性的描述
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
4．为什么原子核外最外层的电子数不超过8个？ 【提示】 由构造原理知E(nd)>E[(n＋1)s]。当ns和np充满 时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是 首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不 可能超过8个。
时，要吸收能量，形成吸收光谱。 【答案】 B
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2．下列说法正确的是( ) A．自然界中的所有原子都处于基态 B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量 C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发 态原子的能量 D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的 还原性
(2)日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原 子核外电子发生跃迁释放能量有关。
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第3步 例证——典例印证，思维深化 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能发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1．能量最低原理：原子的电子排布遵循 构造原理 能使整 个原子的能量处于最低状态。 2．基态原子与激发态原子
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3．不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或 释放 不同的光， 可以用光谱仪摄取各种元素的电子的 吸收 光谱或 发射 光谱，总 称原子光谱。
释放能量主要形式为光
其化学性质却没有变。
【答案】 B
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3．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
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【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。
【提示】 泡利原理是指一个原子轨道里最多只能容纳2个 电子，且自旋状态相反，用“↑↓”表示。
洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原 子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。
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3．在原子核外电子排布的表示方法中哪种表示方法最能完 整体现核外电子的运动状态？
表示电子在核外出现的 概率密度越大 。
概率密度 ，小黑点越密表明
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3．原子轨道： (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个 空间运动状态 称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目。
能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7
【答案】 D
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4．下列关于同一原子中的基态和激发态说法中，正确的是
A．基态时的能量比激发态时高
()
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态过程中吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【解析】 激发态时能量较高，较不稳定，A、B 不正确。
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2．在电子云轮廓图中小黑点的意义是什么？ 【提示】 一个小黑点表示电子在该处出现一次，小黑点 密的地方表示电子在该处空间单位体积内出现的概率密度大， 小黑点疏的地方，表示电子在该处空间单位体积内出现的概率 密度小。
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【解析】 基态原子的核外电子排布，若已知核外电子数 目应先按照能量最低原理从s排起，而p轨道电子分别占据一个 原子轨道时能量最低，故C为正确选项。
【答案】 C
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4．以下对核外电子运动状态的描述正确的是( ) A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高 速旋转 B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是 在f轨道上运动 C．能层序数越大，s电子云的半径越大 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
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【解析】 小黑点不是电子本身，小黑点越密，表明概率 密度越大，而不是电子数目越多，A不正确；小黑点越密，表明 概率密度越大，即黑点密度大，单位体积内电子出现的机会 大，B正确；小黑点不是电子本身，小黑点是电子在原子核外出 现概率密度的形象化描述，因此不能用小黑点来表示电子绕核 作高速圆周运动，C不正确；电子云是处于一定空间运动状态的 电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，而不是对 电子运动无规律性的描述，D不正确。
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第4步 运用——精选习题，落实强化
1．电子由3d能级跃迁到4p能级时，可通过光谱仪直接摄取
A．电子的运动轨迹图像
()
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像
D．原子的发射光谱 【解析】 E(3d)<E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p能级
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1．易误诊断 (1)能层序数大，能级的能量不一定大(√) (2)处于激发态的原子都遵循能量最低原理、泡利原理和洪 特规则(×) (3)电子云图中的小黑点密度的大小表示电子的多少(×) (4)任意能层上的s轨道电子云都是球形的(√)
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第2步 阐述——要点归纳，深化知识 1．核外电子排布遵循的规律： (1)能量最低原理。 (2)泡利原理。 (3)洪特规则。
概念：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的 光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光 谱，总称原子光谱。
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
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(1)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。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，将以光的 形式释放能量。
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【解析】 在日常生活中我们见到的许多可见光都与原子
的核外电子跃迁释放能量有关，由此可知并不是自然界中的所
有原子都处于基态；基态原子的能量与激发态原子的能量大小
比较是针对同一种原子而言的，对于同一原子来讲：基态原子
吸收能量
激发态原子；激发态原子的能量较高，但是
【答案】 B
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 问题 1 问题 2 问题 3 问题 4
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
学生分组探究一 基态与激发态和电子跃迁 第1步 探究——问题引入，自主探究 1．照镜子能看到自己的脸，镜子里的像是电子跃迁的结果 吗？ 【提示】 不是。 2．电子跃迁只是吸收能量吗？ 【提示】 不一定，也可能释放能量。
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自
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习
·
基
础 知 识
第二课时 核外电子排布
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重 难 释 疑
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
[学习目标] 1.知道原子的基态和激发态的含义。 2.初步 知道原子核外电子的跃迁、吸收和发射光谱，了解其简单应 用。 3.了解电子云和原子轨道的含义。 4.知道原子核外电子 的排布遵循能量最低原理。(重难点)
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
【解析】 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，从而产生红色光，故A项正确。
【答案】 A
4．光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的 特征 谱 线来鉴定元素的分析方法。
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
1．为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 【提示】 能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量 越低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量状态 的趋势。
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
第2步 阐述——要点归纳，深化知识 1．基态原子：处于最低能量的原子。 2．激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃 迁到较高能级，变成激发态原子。
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3．电子跃迁与原子光谱
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三、泡利原理和洪特规则 1．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 2 个电 子，且他们的自旋状态 相反 。 2．洪特规则：当电子排布在 同一 能级的 不同 轨道时， 基态原子中的电子总是优先 单独 占据一个轨道，而且自旋状态 相同 。
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3．能层与能级(原子轨道的类型)及原子轨道数目有何关 系？
【提示】 第n能层上有n个能级、n2个原子轨道。例如， 第三能层就有3个能级(3s,3p,3d)，包含9个原子轨道，不同能级 中的电子云可能有不同的伸展方向，即可能有不同的原子轨 道。
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【解析】 原子核外电子是无规则的高速运动，没有固定 的轨道，A错；多电子原子中的核外电子，根据能量由低到高分 布在不同的能层和能级中，不同的原子，能量最高的电子所处 的轨道不同，B错；各能层s轨道的半径大小为1s<2s<3s……，C 项正确；在同一能级上运动的电子，可能处于不同的原子轨 道，同一原子轨道中的电子，自旋状态不同，D错。
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二、电子云与原子轨道
1．电子运动的特点：电子质量小，运动速度快，无规则，
故无法确定某个时刻处于原子核外空间何处。只能确定它在原
子核外空间各处出现的 概率 。
2．电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子
核外空间的 概率密度 分布的形象化描述。电子云中的小黑点
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2．下列能层中，原子轨道数目为9的是( )
A．K层
B．L层
C．M层
D．N层
【解析】 能层K、L、M、N含有的轨道数分别为1、4、
9、16。
【答案】 C
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3．基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正 确的是( )
电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生原
子光谱，D 不正确。 【答案】 C
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学生分组探究二 核外电子排布规则及表示方法 第1步 探究——问题引入，自主探究 1．第三能层中的电子都比第四能层中的电子能量低吗？ 【提示】 不一定，如3d>4s。 2．泡利原理和洪特规则有何区别？
【答案】 C
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5．(2015·南昌高二检测)下列关于氢原子电子云图的说法正 确的是( )
A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数 目多
B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大 C．通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动 D．电子云图是对电子运动无规律性的描述
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4．为什么原子核外最外层的电子数不超过8个？ 【提示】 由构造原理知E(nd)>E[(n＋1)s]。当ns和np充满 时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是 首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不 可能超过8个。
时，要吸收能量，形成吸收光谱。 【答案】 B
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2．下列说法正确的是( ) A．自然界中的所有原子都处于基态 B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量 C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发 态原子的能量 D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的 还原性
(2)日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原 子核外电子发生跃迁释放能量有关。
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第3步 例证——典例印证，思维深化 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能发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
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一、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1．能量最低原理：原子的电子排布遵循 构造原理 能使整 个原子的能量处于最低状态。 2．基态原子与激发态原子
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3．不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或 释放 不同的光， 可以用光谱仪摄取各种元素的电子的 吸收 光谱或 发射 光谱，总 称原子光谱。
释放能量主要形式为光
其化学性质却没有变。
【答案】 B
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3．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
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【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。
【提示】 泡利原理是指一个原子轨道里最多只能容纳2个 电子，且自旋状态相反，用“↑↓”表示。
洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原 子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。
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3．在原子核外电子排布的表示方法中哪种表示方法最能完 整体现核外电子的运动状态？
表示电子在核外出现的 概率密度越大 。
概率密度 ，小黑点越密表明
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3．原子轨道： (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个 空间运动状态 称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目。
能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7
【答案】 D
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4．下列关于同一原子中的基态和激发态说法中，正确的是
A．基态时的能量比激发态时高
()
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态过程中吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 【解析】 激发态时能量较高，较不稳定，A、B 不正确。
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2．在电子云轮廓图中小黑点的意义是什么？ 【提示】 一个小黑点表示电子在该处出现一次，小黑点 密的地方表示电子在该处空间单位体积内出现的概率密度大， 小黑点疏的地方，表示电子在该处空间单位体积内出现的概率 密度小。
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【解析】 基态原子的核外电子排布，若已知核外电子数 目应先按照能量最低原理从s排起，而p轨道电子分别占据一个 原子轨道时能量最低，故C为正确选项。
【答案】 C
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4．以下对核外电子运动状态的描述正确的是( ) A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高 速旋转 B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是 在f轨道上运动 C．能层序数越大，s电子云的半径越大 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
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【解析】 小黑点不是电子本身，小黑点越密，表明概率 密度越大，而不是电子数目越多，A不正确；小黑点越密，表明 概率密度越大，即黑点密度大，单位体积内电子出现的机会 大，B正确；小黑点不是电子本身，小黑点是电子在原子核外出 现概率密度的形象化描述，因此不能用小黑点来表示电子绕核 作高速圆周运动，C不正确；电子云是处于一定空间运动状态的 电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，而不是对 电子运动无规律性的描述，D不正确。
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第4步 运用——精选习题，落实强化
1．电子由3d能级跃迁到4p能级时，可通过光谱仪直接摄取
A．电子的运动轨迹图像
()
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像
D．原子的发射光谱 【解析】 E(3d)<E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p能级
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新课标化学·选修3 物质结构与性质
1．易误诊断 (1)能层序数大，能级的能量不一定大(√) (2)处于激发态的原子都遵循能量最低原理、泡利原理和洪 特规则(×) (3)电子云图中的小黑点密度的大小表示电子的多少(×) (4)任意能层上的s轨道电子云都是球形的(√)