高中化学 11_2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述课时训练 鲁科版选修3

第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述 基础过关1.可作为能量量子化、半径量子化事实例证的是( )A.α散射实验B.电子衍射实验C.氢原子光谱D.玻尔理论2.氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是( )A.1个小黑点表示一个电子B.黑点的多少表示电子个数的多少C.表示电子运动的轨迹D.表示电子在核外空间出现机会的多少3.下列说法中正确的是( )A.因为p 轨道是“8”字形的，所以p 电子走“8”字形B.主量子数为3时，有3s 、3p 、3d 、3f 四个轨道C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的4.能够确定原子轨道的量子数的组合为( )A.n 、lB.n 、l 、m sC.n 、l 、mD.n 、l 、m 、m s5.假定有下列电子的各套量子数，指出可能存在的是( )A.3，2，2，21+ B.3，0，-1，21- C.2，2，2，2 D.1，0，0，06.中学化学关于原子核外电子排布，停留在( )A.道尔顿原子模型B.汤姆逊原子模型C.卢瑟福原子模型D.玻尔原子模型7.首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是( )A.道尔顿B.爱因斯坦C.玻尔D.普朗克8.对于原子核外电子以及电子的运动，下列描述正确的是( )①可以测定某一时刻电子所处的位置 ②电子质量很小且带负电荷 ③运动的空间范围很小 ④高速运动 ⑤有固定的运动轨道 ⑥电子的质量约为质子质量的18361 A.①②③ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.⑤⑥9.道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。

他的学说中包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。

从现代的观点看，你认为这三个论点中不确切的是( )A.只有③B.只有①③C.只有②③D.①②③综合运用10.钠原子的黄色光表现出的双线结构与下列哪个量有关( )A.主量子数nB.角量子数lC.磁量子数mD.自旋磁量子数m s11.下列说法中不正确的是( )A.氢原子中，电子的能量只取决于主量子数nB.多电子原子中，电子的能量不仅与n 有关，还与l 有关C.原子轨道由四个量子数确定D.m s =21 表示电子的自旋有两种方式 12.α粒子散射实验是由哪国科学家实验进行的( )A.英国B.丹麦C.德国D.美国13.多电子原子中，在主量子数为n 、角量子数为l 的分层上，原子轨道数为( )A.2l +1B.n -1C.n -l +1D.2l -114.氢原子的核外电子在第四轨道上运动时，能量比它在第一轨道上运动时的能量多2.04×10-18 J ，试求这个核外电子由第四轨道跃入第一轨道时所发出的光的频率和波长，并确定该辐射的波长属于电磁波的哪一光谱区。

第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述学习目标1.知道原子中单个电子的运动状态可用由量子数n、l、m确定的原子轨道来描述，并且取两种自旋状态中的一种。

2.知道电子云是对电子在核外空间出现概率大小的形象描述。

一、原子轨道与四个量子数根据量子力学理论，原子中的单个电子的________运动状态可以用____________来描述，而每个原子轨道须由三个量子数n、l、m共同描述。

1．主量子数n：n的取值为正整数1,2,3,4,5,6…对应的符号为________________等。

一般而言，n越大，电子离核的平均距离越____，能量越____，因此将n值所表示的电子运动状态称为__________。

2．角量子数l：对于确定的n值，l共有________个值；0、1、2、3…(n－1)，对应的符号分别为____________等。

若两个电子所取的n、l值均相同，就表明这两个电子具有相同的________。

我们用________来表示具有相同n、l值的电子运动状态。

在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有多少个能级。

可见，同一电子层内的电子根据能量的不同，可以分成不同的能级，第n电子层内有________个能级，如在K层中只有________能级；在L层中有________能级和________能级；在M层中有________能级、________能级和________能级，等等。

3．磁量子数m：在没有________时，量子数n、l相同的状态能量是相同的；有外磁场时，这些状态的能量就不同，我们用磁量子数m来标记这些状态，对于每一个确定的l，m值可取0，±1，±2，…±l，共________个值。

磁量子数用来描述核外电子的________________。

4．自旋磁量子数：高分辨光谱实验事实揭示核外电子还存在着一种奇特的量子化运动，人们称其为自旋运动。

人们用自旋磁量子数________来标记电子的自旋运动，处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有____种，分别用“↑”和“↓”来表示。

第2课时 原子核外电子运动(时间：30分钟)考查点一 量子数表示的意义及其关系1．首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是( )。

A ．道尔顿B ．爱因斯坦C ．玻尔D ．普朗克解析 玻尔首先引进量子数(n )的概念，并且成功解释了氢原子的线状光谱。

答案 C2．下列符号表示的轨道中具有球对称性的是( )。

A ．7s B ．4f C ．5d D ．3p解析 只要l ＝0即占有s 轨道，s 轨道一定具有球对称性，其它轨道一定不 具有球对 称性。

答案 A3．n 、l 、m 确定后，仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的 ( )。

A ．数目B ．空间伸展方向C ．能量高低D ．电子数目 解析 n 、l 、m 确定后，原子轨道数目、空间伸展方向、能量高低都可以确 定，而只有每个轨道所填充的电子数目尚不知道。

例如，对n ＝1，l ＝0，m ＝0，可知其轨道的数目为1，轨道能量高低也可确定，其空间伸展方向呈 球形，而填充的电子数目无法确定。

答案 D4．下列关于四个量子数的说法中，正确的是 ( )。

A ．电子的自旋磁量子数是±12，表示一个原子轨道中的2个电子的运动状态完全相反B ．磁量子数m ＝0的轨道都是球形的轨道C ．角量子数l 的可能取值是从0到n 的正整数D ．多电子原子中，电子的能量决定于主量子数n 和角量子数l解析 自旋磁量子数为±12，只表示一个原子轨道中的两个电子的自旋方向相反，既然在同一原子轨道中，它们的主量子数、角量子数和磁量子数都相同， 故A 错误；角量子数为零时，对应的为s 轨道，在空间呈球形伸展方向， 故B 错误；l 最大值为(n －1)，故C 项错误。

答案 D考查点二 原子核外电子运动状态及规律5．下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是( )。

A ．核外电子是分层运动的B ．所有电子在同一区域里运动C ．能量高的电子在离核近的区域运动D ．不同能量的电子在核外运动占有的区域形状可能不同解析 根据玻尔理论可直接判断B 、C 二项不正确；D 项叙述“可能不同” 是正确的，如2p x 与4p y 电子运动占有的区域形状相同，但它们的能量不同， 1s 与2p 电子能量不同，运动占有的区域形状也不同。

第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述40分钟课时作业[基础过关]一、原子核外电子运动的规律特点1．对原子核外的电子运动描述方法正确的是()A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨迹C．核外电子的运动有确定的轨道D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述[答案] D[解析]核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述。

我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的位置，也不能描画它的运动轨迹。

2．图1和图2分别是1s电子的概率分布图和电子云的轮廓图。

下列有关认识正确的是()A．图1中的每个小黑点表示1个电子B．图2表示1s电子只能在球体内出现C．图2表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无数对称轴D．图1中的小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现的概率的大小[答案] D二、原子核外电子运动状态的描述3．下列电子层中，包含有f轨道的是()A．K电子层B．L电子层C．M电子层D．N电子层[答案] D[解析]K电子层只含有1s轨道；L电子层含有2s、2p两种轨道；M电子层含有3s、3p、3d三种轨道；N电子层含有4s、4p、4d、4f四种轨道。

4．在1s、2p x、2p y、2p z轨道中，具有球对称性的是()A．1s B．2p xC．2p y D．2p z[答案] A[解析]1s轨道和2p轨道的图像分别为由图像可看出，呈球对称性的为1s原子轨道。

5．符号为M的电子层最多容纳的电子数为()A．8 B．18 C．32 D．50[答案] B[解析]符号为M的电子层是第三电子层，每一电子层最多容纳的电子数为2n2，故M 电子层上最多容纳的电子数为2×32＝18个。

6．下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是()A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大[答案] D[解析]电子云表示电子在核外某一区域出现的概率，故A选项错误；原子轨道是电子出现概率约为90%的电子云空间，只是表明电子在这一空间区域内出现的概率大，在此空间区域外出现的概率少，故B选项错误；无论能层序数n如何变化，每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直，故C选项错误；电子的能量越高，电子在离核更远的区域出现的机会越大，电子云将向更大的空间扩展，原子轨道半径会逐渐增大。

第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述1．下列关于电子云的说法不正确的是( )A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念B. 电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度C. 电子云有多种图形，黑点图只是其中一种D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动，故称为电子云2．N ＝4时，m 的最大取值为 （ ）A. 4B. ±4C. 3D. 03．多电子原子中，在主量子数为n ，角量子数为l 的分层上，原子轨道数为（ ）A. 2l ＋1B. n －1C. n －l ＋1D. 2l －14． P 轨道电子云形状正确叙述为( )A. 球形对称B. 对顶双球C.极大值在X 、Y 、Z 轴上的双梨形D.互相垂直的梅花瓣形5．在多电子原子中，具有自下列各组量子数的电子中能量最高的是 （ ）A ．3，2，＋1，21+B ．2，1，＋1，21-C ．3，1，0，21-D ．3，1，－1，21- 6．3d 亚层中原子轨道的主量子数为 ，角量子数为 ，该亚层的原子轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。

7．当n=4时,L 的可能值是多少? 2. 当n=4时,轨道的总数是多少?各轨道的量子数取值是什么?8．对于原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的? （ ）A. n ＝3，l ＝1，m ＝－1B. n ＝3，l ＝1，m ＝2C. n ＝2，l ＝2，m ＝－1D. n ＝6，l ＝0，m ＝09．2p 轨道的磁量子数可能有（ ）A. 1，2B. 0，1，2C. 1，2，3D. 0，＋1，－110．简述主量子数的意义.11．简述磁量子数的意义.12．（1）当n＝4时，l的可能值是多少? （2）当n＝4时，轨道的总数是多少？各轨道的量子数取值是什么?——★ 参 考 答 案 ★——1. D2. C3. A4. C5. A6. 3；2；5；107．(1)当n=4时,L 的可能值是0.1.2.3.(2) 当n=4时,轨道总数:L=0时只有1条轨道;L=1时有：-1.0.+1;L=2时有：-2.-1.0.+1.+2;L=3时有-3.-2.-1.0.+1.+2.+3.所以共有16条轨道.8. AD 9. D10．主量子数n 与电子的能量有重要关系.单电子原子电子能量完全由n 决定,E=-13.6×1neV ,多电子原子中电子能量主要取决于n,但l 也与能量有关.同一原子内n 相同的电子,在相同的空间运动,称为同一电子层.11．磁量子数m 与原子线状光谱在外磁场作用下发生分裂有关.所以叫磁量子数.磁量子数m 表示原子轨道在空间的伸展方向.这是由于n 相同,l 相同,即原子轨道能量相同,形状一样,但在空间方向不同,其角动量在Z 轴上的分量才不同.12.(1)当n ＝4时，l 的可能值是0，1，2，3(2) 当n ＝4时，轨道总数：l ＝0时只有1条轨道；l ＝1时有：－1，0，＋1；l ＝2时有：－2，－1，0，＋1，＋2；l ＝3时有－3，－2，－1，0，＋1，＋2，＋3，所以共有16条轨道。

本章复习课第1课时练基础落实知识点一量子力学对核外电子运动状态的描述1．下列叙述中，正确的是()A．在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子B．在一个基态多电子的原子中，不可能有两个能量完全相同的电子C．在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高D．如果某一基态3p能级上仅有2个电子，它们自旋方向必然相反2．多电子原子中，3s、3d、4p轨道能级次序为()A．3s<3d<4p B．3s>3d>4pC．3s<4p<3d D．无法确定知识点二基态原子核外电子的排布3．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()A.B.C.D.4．下列电子的排布正确的是()A．2pB．2pC．3dD．3d5．下列原子的电子排布式能表示基态原子电子排布式的是()A．[Ne]3s13p3B．[Ar]3d64s1C．[Ar]3d64s2D．[Ne]3s23p63d5知识点三元素性质的周期性变化规律6．某元素的原子价电子排布式为5s25p1，该元素或化合物不可能具有的性质是()A．该元素位于第5周期第ⅢA族B．该元素单质在一定条件下能与盐酸反应C．该元素氧化物的水化物显碱性D．该元素的最高正价呈＋5价7．有A、B、C三种主族元素，若A元素阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构，且B 的阳离子半径大于C，则这三种元素的原子序数大小次序是()A．B<C<A B．A<B<CC．C<B<A D．B>C>A8．下面各项按电离能增加的顺序排列的是()A．C、N、O B．O、F、NeC．B、Be、Li D．Li、Na、K9．有人认为在元素周期表中，位于ⅠA族的氢元素也可放在ⅦA族，下列物质能支持这种观点的是()A．HF B．H3O＋C．NaH D．H2O2练综合应用10．下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应，且都产生H2的是()A．核内无中子的原子B．价电子构型为3s23p1的原子C．最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的主族元素的原子D．最外层上的电子数等于电子层数的原子11．有A、B、C三种主族元素，已知A元素原子的价电子构型为n s n，B元素原子的M层上有两个未成对电子，C元素原子L层的p轨道上有一对已成对电子，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是()A．A3BC4 B．A2BC4C．A2BC3D．ABC412.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。

分层作业2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述A级必备知识基础练题组1.电子层与能级1.下列叙述正确的是( )A.同一多电子原子中,3s、2s、1s电子的能量逐渐增大B.同一多电子原子中,2s轨道的半径比3s的半径大C.能量高的电子在离核较近的区域运动,能量低的电子在离核较远的区域运动D.各电子层含有的能级数为n(n为电子层序数)2.下列能级符号不正确的是( )A.7sB.2fC.3dD.2p3.下列叙述正确的是( )A.每个电子层都是从s能级开始,f能级结束B.每个电子层所容纳的最多电子数为2n2C.基态Ca原子的最高能级为3sD.相同电子层中的np x、np y、np z能级的能量不同题组2.原子轨道与电子云4.在对电子运动状态的描述中,确定一个“轨道”应选择以下四项中的( )①电子层②能级③电子云的伸展方向④电子的自旋状态A.①②③④B.①②③C.①②D.②③④5.N电子层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为( )A.3、9、18B.4、16、32C.5、25、50D.2、4、86.下列能级中,轨道数为5的是( )A.3sB.4pC.3dD.5fB级关键能力提升练以下选择题中,有1~2个选项符合题意。

7.下列说法正确的是( )A.同一原子中,2s、3s、4s、5s电子能量逐渐升高B.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C.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多D.各电子层含有的原子轨道数为n2(n为电子层序数)8.电子作为微观粒子,其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别,下列关于电子运动特征的叙述中正确的是( )A.电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动,只不过每一个圆周的半径不同而已B.电子的运动存在固定的运动轨迹C.电子的运动速度特别快,运动范围特别小,不可能同时准确地测定其位置和速度D.电子的运动速度特别快,所以其能量特别大9.下列说法正确的是( )A.不同电子层的f能级最多容纳的电子数相同B.3d能级最多容纳10个电子C.第三电子层最多容纳8个电子D.第n电子层含有(n-1)个能级10.有两种气态单质A m和B n,已知2.4 g A m和2.1 g B n所含的原子个数相等,分子数之比为2∶3。

第1节原子结构模型
第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述【教学目标】
１.知道原子结构的发展历程
２.知道玻尔理论的要点
３.知道氢光谱是线状光谱的原因
【教学重点】
1.知道玻尔理论的要点
2.知道氢光谱是线状光谱的原因
【教学难点】知道氢光谱是线状光谱的原因
【教学过程】
学生活动
验现象）
贡献，足。

量子数，解释了
说，主量子数能量关系一般为：
种能量
ι
能层有两个能级
(A)1p(B)2d(C)3f(D)5d
4.将下列能级按能量由高到低的顺序排列出来
【板书设计】
第1节原子结构模型
原子结构的量子力学模型
1.主量子数n
能量关系一般为：E K<E L<E M<E N<E O<E P<E Q
2.角量子数ι
①主量子数n与角量子数ι的关系
对于确定的n值，ι共有n个值，分别为：0、1、2、3……(n-1)
②角量子数ι的光谱学符号
③能级的记录方法
举例：若主量子数n=2，角量子数ι有0和1两个取值。

既第二能层有两个能级, 记做2s、2p。

④能级顺序：Ens<Enp<End<Enf。