高中化学第1章原子结构第1节原子结构模型学业分层测评鲁科选修3

原子结构模型(建议用时：45分钟)[学业达标]1．自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。

下列关于原子结构模型的说法中，正确的是( )A．道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题B．汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的C．卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系D．玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱【解析】道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，故A选项是错误的。

汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题，故B选项是错误的。

卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式原子结构模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，故C选项是正确的。

玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，故D选项是错误的。

【答案】 C2．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轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小【解析】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，电子在该区域出现的概率大，不是在面上或内部，而是在整个区域。

图中的小点不表示电子，而表示电子在此位置出现概率的大小。

【答案】 D3．下列能级中轨道数为3的是( )A．s能级B．p能级C．d能级D．f能级【解析】s能级中轨道数为1，p能级中轨道数为3，d能级中轨道数为5，f能级中轨道数为7。

【答案】 B4．下列说法中正确的是( )A．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B．处于最低能量的原子叫基态原子C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱【解析】A项，电子云通常用小黑点表示单位体积内电子出现概率的大小；C项，电子离核由近到远，能量由低到高；D项，电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱。

【答案】 B5．对焰色反应的描述正确的是( )A．焰色反应只是金属单质特有的性质B．焰色反应是化学变化C．焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来D．焰色反应是金属原子或离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，将能量以光的形式表现出来的现象【解析】焰色反应是大多数金属元素的性质，是物理变化，从基态→激发态要吸收能量，从激发态→基态会辐射能量。

【答案】 D6．(双选)下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是( )A．2s＜2p B．3p x＜3p yC．3s＜3d D．4s＞4p【解析】同一电子层上原子轨道的能量高低为n s＜n p＜n d，A、C正确，D错误，同一能级上各原子轨道的能量相同，3p x＝3p y，B错误。

【答案】BD7．(双选)下面是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是( )A．s电子的原子轨道呈圆形B．每个s能级有2个原子轨道C．每个p能级有3个原子轨道D．原子轨道的半径与电子层数有关【解析】每个s能级有1个原子轨道，s电子原子轨道是球形的，随着电子层序数的增大，其半径也逐渐增大。

p电子原子轨道是轴对称的，每个p能级有3个相互垂直的原子轨道，p电子原子轨道的平均半径也随着电子层序数的增大而增大。

【答案】CD8．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )【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。

【答案】 D9．(2016·长春高二检测)下列关于电子层与能级的说法中正确的是( )【导学号：66240002】A．原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2B．电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数C．同是s能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，但自旋方向相同【解析】A项中每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项中不同电子层中的s 能级容纳的最多电子数都是2个；D项中1个原子轨道里容纳的2个电子的自旋方向应相反。

【答案】 B10．(2016·成都高二检测)(1)玻尔原子结构模型成功地解释了________________的实验事实，电子所处的轨道的能量是________的。

最大不足之处是_________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)p能级上有________个原子轨道，在空间沿________轴对称，记为________，________，________，其能量关系为________。

【解析】(1)线状光谱与量子化之间有必然的联系。

(2)p能级有3个能量相同、伸展方向不同的原子轨道。

【答案】(1)氢原子光谱是线状光谱量子化某些光谱现象难以用该模型解释(2)3 x、y、z p x p y p z p x＝p y＝p z11．K层有________个能级，用符号分别表示为________，L层有______个能级，用符号分别表示为________，M层有______个能级，用符号分别表示为______。

由此可推知n电子层最多可能有________个能级，能量最低的两个能级其符号分别表示为________，它们的原子轨道电子云形状各为________、________。

【解析】此题对电子层和能级的关系作了总结，有助于理解和掌握以下几个基本内容：①第n个电子层有n个能级；②核外电子的能量取决于该电子所处的电子层和能级；③s能级和p能级电子云的形状。

【答案】 1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n n s、n p 球形哑铃形12．以下各能级是否存在？如果存在，各包含多少个原子轨道？(1)2s (2)2d (3)3p (4)5d【解析】由电子层、能级数和原子轨道数之间的关系可知，存在着2s能级，且只有1个原子轨道；不存在2d能级，电子层为2时只有2s、2p两个能级；存在3p能级，且含有3个原子轨道，分别为3p x、3p y、3p z；存在5d能级，其含有5个原子轨道。

【答案】(1)2s存在，原子轨道数为1；(2)2d不存在；(3)3p存在，原子轨道数为3；(4)5d存在，原子轨道数为5。

[能力提升]13．量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状态。

下列关于原子轨道的叙述中错误的是( )A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同B．第n电子层上共有n2个原子轨道C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道D．处于同一原子轨道上的电子，自旋方向相反【解析】原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同，它是指电子出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A项错误。

【答案】 A14．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【解析】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正确；在第n层中不同能级的能量大小顺序为E(n s)<E(n p)<E(n d)<E(n f)……，B正确；同一能层中的p 轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，C错误；电子首先进入能量最低、离核最近的轨道，D正确。

【答案】 C15．原子核外电子的运动情况是化学学科的研究对象，下列关于电子运动规律的叙述中合理的是( )A．核外电子在核外高速运动，不能同时准确地测定其速度和位置B．电子在核外运动时有确定的轨道和轨迹，电子云就是对其运动轨迹的准确描述C．量子力学中，n值决定电子能量，一般而言n值越大，电子离核越远，电子能量越低D．玻尔理论能成功地解释钠原子的黄光谱线为双线结构的实验事实【解析】电子运动的特点决定了人们不能同时确定电子的运动速度和位置，故A对；电子云是从概率上描述电子运动情况的，其点的疏密只反映了电子在相关区域出现概率的大小，不是电子的真实轨迹的图象，故B错；n越大，离核越远，能量越高，故C错；玻尔理论仅能解释简单原子的光谱，对于多电子原子的光谱需要用量子力学理论解释，故D错。

【答案】 A16．填空。

(1)用符号填写电子层所含能级种类：K层：________；L层：________；M层：________；N层：________。

(2)用数字填写能级所含原子轨道数目：s：________；p：________；d：________；f：________。

(3)比较下列原子轨道的能量高低(填“<”、“＝”或“>”)。

①4s____3s____2s____1s；②3p x____3p y____3p z；③4f____4d____4p____4s；④1s____2p____3d____4f。

【答案】(1)1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f(2)1 3 5 7(3)①>> > ②＝＝③>> >④< < <。