《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修2人教版》

(2)如图是 s 能级、p 能级的原子轨道图。

①s 能级的原子轨道呈球形，每个 s 能级有1个原子轨道；p 能级的原子轨道分别相对于$x、y、z$ 轴对称，每个 p 能级有3个原子轨道。
②s 能级原子轨道、p 能级原子轨道的半径与电子层数
有关，电子层数越多，原子轨道半径越大。

答案：  
(2)①球 1 对称 3 ②电子层数 电子层数

1. 在基态多电子原子中，下列叙述不正确的是(D)

A.2s 和 3s 轨道形状均为球形
B.3d、4d、5d 能级的轨道数相等
C.$4p_x、4p_y、4p_z$ 轨道相互垂直，且能量相等
D.p 能级能量一定比 s 能级的能量高

答案： 1.D 2s和3s轨道形状均为球形，A项正确；无论是哪个电子层上的 能级，d能级都有5个轨道，B项正确；同一电子层，p能级上原子轨 道能量相等并且互相垂直，C项正确；当s和p能级不在同一电子层 时，p能级能量不一定比s能级的能量高，D项错误。

2. 玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，下列叙述正确的是(D)

A.因为 s 轨道的形状是球形的，所以 s 电子做圆周运动
B.$3p_x、3p_y、3p_z$ 的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
C.处于同一轨道上的电子可以有多个，它的运动状态完全相同
D.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的

答案： 2.D s轨道是球形的，这是电子云的形状，表示电子在核外空间某处 单位体积内出现的概率大小，而不是电子在做圆周运动，A项错误； p能级有3个原子轨道，相同电子层上的p轨道能量相同，则$E_{3p_{x}} = E_{3p_{y}} = E_{3p_{z}}$，B项错误；同一轨道最多排2个电子，两个电子的自旋 状态不同，则其运动状态肯定不同，C项错误；原子轨道和电子云都 可用来形象地描述电子运动状态，D项正确。

1. 基态原子的核外电子排布规律
(1)能量最低原理
能量最低原理即电子尽可能地先占据能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如氢原子的原子轨道有$1s、2s、2p_x、2p_y、2p_z$等，其核外的唯一电子在基态时只能处在能量最低的 1s 原子轨道上。
(2)泡利不相容原理
概念：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋状态不同。
①在核外电子的排布中，排在同一轨道上的两个电子，自旋状态相反；而自旋状态相同的电子，必然处于不同的轨道上。在同一原子中，没有运动状态完全相同的两个电子，原子核外有几个电子，就有几种运动状态。
②根据泡利不相容原理我们可以推算出各电子层最多能容纳的电子数。

在原子中，每个电子层最多可容纳$2n^2$个电子，每个能级最多容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的 2 倍。
(3)洪特规则
对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。如$2p^3$的轨道表示式为，而不是。

答案： 1.
(2)②2 8 18 32