原子中电子的排列方式

原子物理第三章习题答案

第三章 量子力学初步 3.1 波长为ο A 1的X 光光子的动量和能量各为多少？ 解：根据德布罗意关系式，得： 动量为：12410 341063.6101063.6----???=?==秒米千克λh p 能量为：λ/hc hv E == 焦耳151083410986.110/1031063.6---?=???=。 3.2 经过10000伏特电势差加速的电子束的德布罗意波长?=λ 用上述电压加速的质 子束的德布罗意波长是多少？ 解：德布罗意波长与加速电压之间有如下关系： meV h 2/=λ 对于电子：库仑公斤，19311060.11011.9--?=?=e m 把上述二量及h 的值代入波长的表示式，可得： οο ολA A A V 1225.010000 25.1225.12=== 对于质子，库仑公斤，1927 1060.110 67.1--?=?=e m ，代入波长的表示式，得： ο λA 3 19 27 34 10862.210000 10 60.110 67.1210626.6----?=??????= 3.3 电子被加速后的速度很大，必须考虑相对论修正。因而原来ο λA V 25.12=的电子德布罗意波长与加速电压的关系式应改为： ο λA V V )10489.01(25.126 -?-= 其中V 是以伏特为单位的电子加速电压。试证明之。 证明：德布罗意波长：p h /=λ 对高速粒子在考虑相对论效应时，其动能K 与其动量p 之间有如下关系： 222022c p c Km K =+ 而被电压V 加速的电子的动能为：eV K = 2 2002 2 2 /)(22)(c eV eV m p eV m c eV p +=+=∴

●第4章 电子在原子中的分布.

第4章 电子在原子中的分布 习题解答 2.1 假设原子是一个球体，原子半径为100pm ，原子核的半径为10–3pm ，试计算原子核和原 子体积的比值。 解：设原子核的半径为r ，原子的半径为R ，则 原子核的体积34π 3r V =核，原子的体积34π 3 R V =原 39331563334π 10pm 310410pm π 3 r V r R V R --=====核原原子的体原子核的体积积 2.2 试计算波长为401.4nm （相当于钾的紫光）光子的质量。已知光速c ＝2.998×108m·s –1，h ＝6.626×10–34 J· s 。（提示：光子的动量p ＝光子质量m ×光速c ＝ h λ） 解：已知λ＝401.4 nm ＝4.014×10–7 m c ＝2.998×108m·s –1，h ＝6.626×10–34 J· s ＝6.626×10–34 kg ·m 2 · s –1 由p ＝m ×c ＝h λ可计算得到光子的质量： 3421 368176.62610kg m s 5.50610kg 2.99810m s 4.01410m h m c λ-----???===????? 2.3 假若电子在10 000V 加速电压下的运动速度v 为5.9×107 m·s –1，试求此电子的波长。（提示：利用德布罗意关系式h mv λ=） 解：已知电子质量m ＝9.11×10–31 kg v ＝5.9×107 m·s –1 h ＝6.626×10–34 J· s ＝6.626×10–34 kg ·m 2 · s –1 根据德布洛依关系式： 3421 1131716.62610kg m s 1.210m 0.012nm 9.1110kg 5.910m s h mv λ-----???===?=???? 可见电子波的波长比可见光的波长(400～750nm)短得多。 2.5 说明四个量子数的物理意义和取值的要求，并说明n ，l 和m 之间的关系。 答：（1）主量子数n 是表示原子的电子层数的。用它来描述原子中电子出现概率最大的 区域离原子核的远近。n 的取值范围是n =1，2，3…（正整数）； （2）角量子数l 是表示原子轨道或电子云的形状的，对于给定的n 值，l 只能取小于n 的整数值，l 的取值范围是l =0，1，2，3… (n –1)； （3）磁量子数m 是决定原子轨道或电子云在空间的不同伸展方向的，m 的取值与角量

《原子核外电子的排布》教学设计

《原子核外电子的排布》教学设计 一、教材分析 本章《物质结构元素周期律》是高中必修二第一章的内容，是在九年级化学上册第四单元《物质构成的奥秘》的理论基础上进一步的深入学习，而本节内容——原子核外电子的排布又是本章的核心内容，是后面学习元素周期律的基础。 二、学生分析 学生初中时已经学习了原子的构成和元素，对核外电子是分层排布这一知识点也做了初步了解，所以在此节内容的学习之前学生就已经具备了一些原子的相关基础知识。同时也具备一定的数学基础，能够对一些数据进行分析处理。 三、教学目标 （一）知识与技能目标 1．了解原子核外电子运动的特征。 2．了解元素原子核外电子排布的基本规律，能用原子（离子）结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布。 （二）过程与方法目标 培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 四、教学重难点 重点：原子核外电子分层排布、原子核外电子的排布及其规律。 难点：原子核外电子排布规律间相互制约关系。 五、教学过程 【引入】大家好，这节课我们进入到新课的学习：

【板书】原子核外电子的排布 【提问】在进入新课内容之前，我们先来复习一下以前学习的内容。初中的时候在《物质构成的奥秘》这一章当中我们就学习了原子的相关知识，下面我们来回顾一下，什么是原子？原子由什么微粒构成？ 【学生回顾】…… 【板书】 外电子数 核电荷数＝质子数＝核的负电荷核外电子：带一个单位 中子：不带电 个单位的正电荷质子：带原子核原子????????1 【教师】原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，其中质子带一个单位的正电荷，中子不带电。核外电子则带一个单位的负电荷。 【提问】那么为什么原子对外显电中性呢？ 【学生】质子所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数，所以原子不显电性。 【教师】很好，其中我们还学习到了一个重要的等式关系：核电荷数=质子数=核外电子数。所以质子所带的正电荷与核外电子所带的负电荷相互抵消，导致原子不显电性。 【过渡】好，我们都知道了原子的结构。现在我们来研究一下电子在原子核外究竟是怎么运动的。 【教师】大家来看ppt 上这张熟悉的原子结构图。我们可以看到原子核外有一圈圈的层状区域，由里往外分为好几个圈层，这就是我们以前初三所学习到的电子层——核外电子的运动有自己的特点，它不像行星绕太阳旋转有固定的轨道，但却有经常出现的区域，科学家把这些区域称为电子层。而核外电子就是在这样不同的电子层内运动，我们把这种现象称为核外电子的分层排布。这些都是同学们初中已经学习过的内容。 【过渡】那么，大家知道了核外电子的分层排布之后，是不是产生了这样的疑问：核外电子究竟是怎么分层排布的呢？好，接下来我们一起来共同解决同学们的疑问——我们来探究核外电子的排布规律。 【板书】核外电子的排布规律 【提问】我们来看这个原子结构，从黄色最里一层原子层到蓝色最外一层原子层，

原子中的电子

教学设计 【学习目标】 1.初步认识核外电子在化学反应中的作用； 2.了解常见元素的原子核外电子的排布；（重点难点） 2.知道同一元素的原子.离子之间可以相互转化。（难点） 一、复习巩固、情景引入 复习1.原子的结构及带电情况2：整个原子为什么不显电性？ 情景多媒体展示已知道的圆周运动（与电子绕原子核运动类比） 二、新课学习探究 1.电子层 （提示）当一个原子中有多个电子同时绕原子核运动，这些电子距离原子核一样远吗？ 类似人造卫星绕地球运动 （展示）多媒体展示电子的能量高低与离核远近的关系（文字材料） （板书）电子层：一、二、三、四、五、六、七 离核距离近--------------------------远 电子能量低-------------------------高 想一想：如何把核外电子排布形象地表示出来？ 2.原子结构示意图（以氧原子为例） （1）圆圈及里面的正数：表示原子核所带正电荷数（即核电荷数）； （2）弧线表示电子层； （3）弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 （展示）多媒体展示1~18号原子结构示意图 引导学生找排列规律 （小结）原子中电子的排列规律 （板书）原子结构示意图 （学生活动）1：画出镁原子、钠原子、铝原子、钾原子、钙原子、氟原子、氯原子、硫原子、氦原子、氖原子的结构示意图： （学生活动）2：观察前18号元素的原子结构示意图，能找出什么规律？ 原子种类最外层电子数化学性质稳定性 稀有气体原子 金属原子 非金属原子 4.原子性质与原子最外层电子数的关系

(讲解)稳定结构：最外层是8个电子（第一层是2个电子），化学变化中稳定结构的原子很难发生化学变化，不稳定结构的原子得失电子变成稳定结构。 （讨论）稀有气体原子、金属原子、非金属原子得失电子与最外层电子的关系 （板书）决定原子化学性质的是：最外层电子数 5.离子的形成 （展示）多媒体展示金属镁、非金属硫形成离子时核外电子的变化 （讨论）形成离子核内质子数、核外电子数、电子层数是否变化 6.离子符号的书写： （讲解）（1）在元素符号的右上方写出符号和电荷数；（2）数字在前，符号在后，“1”省略不写。 如： （讲解）1.定义：带电的（或）叫离子。 2.分类：（1）阳离子：带的原子（或原子团）。如： （2）阴离子：带的原子（或原子团）。如： （讨论）原子与离子的区别 （讲解）离子符号的意义 7.离子形成的物质： （小结）离子知识小结 （讨论）交流共享分子、原子、离子有何异同 三、课堂练习 四、课堂评测： 1.下列原子结构示意图所示的微粒中,化学性质最稳定的是（） A. B. C. D. 2．某原子的原子结构示意图为，下列关于该原子说法错误的的是（） A．它的阳离子带1个单位的正电荷 B.它的阳离子有10个质子C．它是一种金属原子 D.它的原子核外有11个电子 3.今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是

第三章 原子结构练习题

原子结构与元素周期律练习题 一、选择题 ( 共12题 ) 1. 第二电离能最大的原子，应该具有的电子构型是……………………………………（ ） (A) 1s 22s 22p 5 (B) 1s 22s 22p 6 (C) 1s 22s 22p 63s 1 (D) 1s 22s 22p 63s 2 2. 关于原子结构的叙述中： ①所有原子核均由中子和质子构成；②原子处于基态时，次外层电子不一定是8个；③稀有气体元素，其基态原子最外层有8电子；④最外层电子数为2的原子一定是金属原子。其中正确叙述是…………………………………………………………………………（ ） (A) ①② (B) ②③ (C) 只有② (D) 只有④ 3. 试判断下列说法，正确的是……………………………………………………………（ ） (A) IA ，IIA ，IIIA 族金属的M 3+ 阳离子的价电子都是8电子构型 (B) ds 区元素形成M + 和M 2+ 阳离子的价电子是18+2电子构型 (C) IV A 族元素形成的M 2+ 阳离子是18电子构型 (D) d 区过渡金属低价阳离子(+1，+2，+3)是 9 ~ 17 电子构型 4. 在各种不同的原子中3d 和4s 电子的能量相比时……………………………………（ ） (A) 3d 一定大于4s (B) 4s 一定大于3d (C) 3d 与4s 几乎相等 (D) 不同原子中情况可能不同 5. 下列电子构型的原子中， 第一电离能最小的是……………………………………（ ） (A) ns 2np 3 (B) ns 2np 4 (C) ns 2np 5 (D) ns 2np 6 6. 下列各组元素中，电负性依次减小的是………………………………………………（ ） (A) K > Na > Li (B) O > Cl > H (C) As > P > H (D) 三组都对 7. 核外某电子的主量子数n = 4，它的角量子数l 可能的取值有………………………（ ） (A) 1个 (B) 2个 (C) 3个 (D) 4个 8. 以下第二周期各对元素的第一电离能大小次序不正确的是……………………… （ ） (A) Li < Be (B) B < C (C) N < O (D) F < Ne 9. 下列离子半径变小的顺序正确的是………………………………………………… （ ） (A) F - > Na + > Mg 2+ > Al 3+ (B) Na + > Mg 2+ > Al 3+ > F - (C) Al 3+ > Mg 2+ > Na + > F - (D) F - > Al 3+ > Mg 2+ > Na + 10. 按鲍林(Pauling)的原子轨道近似能级图，下列各能级中，能量由低到高排列次序正确的是………………………………………………………………………………………… （ ） (A) 3d , 4s , 5p (B) 5s , 4d , 5p (C) 4f , 5d , 6s , 6p (D) 7s , 7p , 5f , 6d 11. 量子力学中所说的原子轨道是指…………………………………………………… （ ） (A) 波函数s ,,,m m l n ψ (B) 电子云 (C) 波函数m l n ,,ψ (D) 概率密度 12. 在一个多电子原子中，具有下列各套量子数(n ，l ，m ，m s )的电子，能量最大的电子具有的量子数是……………………………………………………………………………… （ ） (A) 3，2，+1，+1 (B) 2，1，+1，-1 (C) 3，1，0，-1 (D) 3，1，-1，+1 二、填空题 ( 共 7题 ) 13. Na 原子核最外层电子的四个量子数n , l , m , m s 依次为 ；Sc 原子最外层电子的四个量子数依次为 ；P 原子核外最高能级上的三个电子的量子数分别为 ， ，和 。

24原子中的电子习题解答

第二十四章原子中的电子 一选择题 1. 关于电子轨道角动量量子化的下列表述，错误的是：( B ) A.电子轨道角动量L的方向在空间是量子化的； B.电子轨道平面的位置在空间是量子化的； C.电子轨道角动量在空间任意方向的分量是量子化的； D.电子轨道角动量在z轴上的投影是量子化的。 2. 设氢原子处于基态，则下列表述中正确的是：( C ) A.电子以玻尔半径为半径做圆周运动； B.电子只可能在以玻尔半径为半径的球体内出现； C.电子在以玻尔半径为半径的球面附近出现的概率最大； D.电子在以玻尔半径为半径的球体内各点出现的概率密度相同。 3. 在施特恩和盖拉赫实验中，如果银原子的角动量不是量子化的，在照相底板上会出现什么样的银迹：( B ) A. 一片银迹 B. 一条细纹 C. 二条细纹 D. 不能确定 4. 氩（Ar，Z =18）原子基态的电子排布是：( C ) A. 1s22s83p8 B. 1s22s22p63d8 C. 1s22s22p63s23p6 D. 1s22s22p63s23p43d2 5. 在激光器中利用光学谐振腔( C ) A.可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性 B.可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性 C.可同时提高激光束的方向性和单色性 D.既不能提高激光束的方向性也不能提高其单色性 6. 世界上第一台激光器是( D ) A.氦—氖激光器 B. 二氧化碳激光器 C. 钕玻璃激光器 D.红宝石激光器 E. 砷化镓结型激光器 二填空题 1. l =3时轨道角动量有7 个可能取向。 2. 在解氢原子的定态薛定谔方程时，通常在球坐标系中将方程的解表示为径向波函数R(r)、极角波函数Θ (θ)、方位角波函数Φ (?)的乘积。

原子核外电子排布的原理

原子核外电子排布的原理 处于稳定状态的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则，一般而言，在这三条规则的指导下，可以推导出元素原子的核外电子排布情况，在中学阶段要求的前36号元素里，没有例外的情况发生。 核外电子排布原理一——能量最低原理 电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低。怎样才能使电子的能量最低呢？比方说，我们站在地面上，不会觉得有什么危险；如果我们站在20层楼的顶上，再往下看时我们心理感到害怕。这是因为物体在越高处具有的势能越高，物体总有从高处往低处的一种趋势，就像自由落体一样，我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中，物体要从地面到空中，必须要有外加力的作用。电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态），也就是能量最低时的状态。当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p…… 原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n和角量子数l决定。当l相同时，n越大，原子轨道能量E越高，例如E1s＜E2s＜E3s；E2p＜E3p ＜E4p。当n相同时，l越大，能级也越高，如E3s＜E3p＜E3d。当n和l 都不同时，情况比较复杂，必须同时考虑原子核对电子的吸引及电子之间的相互排斥力。由于其他电子的存在往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的能级产生交错现象，如E4s＜E3d，E5s＜E4d。Pauling根据光谱实验数据以及理论计算结果，提出了多电子原子轨道的近似能级图。用小圆圈代表原子轨道，按能量高低顺序排列起来，将轨道能量相近的放在同一个方框中组成一个能级组，共有7个能级组。电子可按这种能级图从低至高顺序填入。

氢原子中电子云的概率分布

计算物理期中作业 题目： 氢原子中电子云的概率分布 摘要：通过氢原子的波函数(,,)r ψθ?求解氢原子中电子在(),θ?方向 立体角 d Ω 中的概率密度，然后编程进行计算并画图给出氢原子角向电子云分布图，通过对比可以看出不同(,)l m 给出的角向电子云分布图呈现一定规律。 关键词：氢原子，概率密度，连带勒让德多项式 氢原子中电子在(),θ?方向立体角 d Ω 中的概率为 2 2 (,,) n lm d r r d r ψ θ?Ω ? 2 2 2 (,) ()lm nl d Y R r r dr θ?+∞=Ω?

2 (,)lm Y d θ?=Ω 则立体角d Ω内的电子云角向概率密度为 2 2 2 (,) (cos )(cos ) m im m lm l l Y P e P ? θ?θθ== 连带勒让德多项式为 2/2 () ()(1) () m m m l l P x x P x =- 则对勒让德多项式求m 次导数易得 () ()() m m l l m d P x P x dx = [] /220 (1)(22)!2!()!(2)! l m k l k m l k d l k x dx k l k l k -=--= --∑ [] ()/220 (1)(22)!2!()!(2)! l m k l k m l k l k x k l k l k m ---=--= ---∑ 得连带的勒让德多项式 [] ()/22/2 20 (1)(22)!()(1) 2!()!(2)! l m k m m l k m l l k l k P x x x k l k l k m ---=--=----∑ 为求解氢原子角向电子云概率密度 2 (cos ) m l P θ编程如下

第三章 原子结构

第三章 原子结构（习题） 一、选择题： 1. 3985下列各组表示核外电子运动状态的量子数中合理的是………………………（ ） (A) n = 3，l = 3 ，m = 2，m s = 21 - (B) n = 2，l = 0 ，m = 1，m s =2 1 (C) n = 1，l = 0 ，m = 0，m s =21 (D) n =0，l = 0 ，m = 0，m s =21 - 2. 3984径向概率分布图中，节面的个数等于…………………………………………（ ） (A) n - l (B) l - m (C) n -l - 1 (D) n - l + 1 3. 3983核外量子数n = 4，l = 1的电子的个数最多是…………………………………（ ） (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 4.3980 s , p , d , f 各轨道的简并轨道数依次为……………………………………………（ ） (A) 1, 2, 3, 4 (B) 1, 3, 5, 7 (C) 1, 2, 4, 6 (D) 2, 4, 6, 8 5. 3978 径向概率分布图中，概率峰的个数等于………………………………………（ ） (A) n - l (B) l - m (C) n - l + 1 (D) l - m + 1 6. 3968 下列原子或离子中，电子从2p 轨道跃迁到1s 轨道放出光的波长最短的是（ ） (A) Li (B) Cl (C) Fe (D) Fe 2+ 7. 0911 ψ (3, 2, 1)代表简并轨道中的一个轨道是……………………………………（ ） (A) 2p 轨道 (B) 3d 轨道 (C) 3p 轨道 (D) 4f 轨道 8. 0906 电子云是 ……………………………………………………………………（ ） (A) 波函数ψ 在空间分布的图形 (B) 波函数|ψ | 2在空间分布的图形 (C) 波函数径向部分R n , l (r )的图形 (D) 波函数角度部分平方Y 2l , m (θ , ?)的图形 9. 0905 下列各组量子数中，合理的一组是…………………………………………（ ） (A) n = 3， l = 1， m l = +1， m s = +21 (B) n = 4， l = 5， m l = -1， m s = +2 1 (C) n = 3， l = 3， m l = +1， m s = -21 (D) n = 4， l = 2， m l = +3， m s = -2 1 10. 0903 在H 原子中，对r = 0.53 A (10-8cm) 处的正确描述是……………………（ ） (A) 该处1s 电子云最大 (B) r 是1s 径向分布函数的平均值 (C) 该处为H 原子Bohr 半径 (D) 该处是1s 电子云界面 11. 4371 在周期表中，氡(Rn, 86号)下面一个未发现的同族元素的原子序数应该是………（ ） (A) 140 (B) 126 (C) 118 (D) 109 12. 7005 18电子构型的阳离子在周期表中的位置是………………………………（ ） (A) s 和p 区 (B) p 和d 区 (C) p 和ds 区 (D) p ，d 和ds 区 13. 3982 按鲍林(Pauling)的原子轨道近似能级图，下列各能级中，能量由低到高排列次序正确的是………………………………………………………………………………… （ ） (A) 3d , 4s , 5p (B) 5s , 4d , 5p (C) 4f , 5d , 6s , 6p (D) 7s , 7p , 5f , 6d 14. 3970下列阳离子基态的电子组态中属于 [Kr]4d 6的是…………………………… （ ） (A) Tc + (B) Rh 3+ (C) Rh 2+ (D) Cd 2+ 15. 3944 原子序数为1 ~ 18的18种元素中，原子最外层不成对电子数与它的电子层数相等的元素共有……………………………………………………………………………… （ ） (A) 6种 (B) 5种 (C) 4种 (D) 3种

24原子中的电子习题解答

第二十四章原子中的电子 一选择题 1. 关于电子轨道角动量量子化的下列表述，错误的是：（B 电子轨道角动量 ￡的方向在空间是量子化的： 电子轨道平面的位置在空间是量子化的： 电子轨道角动量在空间任意方向的分量是量子化的： 电子轨道角动量在Z 轴上的投影是量子化的。 2. 设氢原子处于基态，则下列表述中正确的是：（C ） A. I C. D ? E. 3. 在施特恩和盖拉赫实脸中，如果银原子的角动量不是量子化的，在照相 底 板上会出现什么样的银 迹：（B ） A. 一片银迹 C.二条细纹 4. 氮（Ar, Z=18） A. Is22s?3p? C. ls^2s^2p?3s^3p? C ） 叮提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性 可提高激光朿的单色性，而不能提高激光朿的方向性 可同时提高激光束的方向性和单色性 既不能提高激光朿的方向性也不能提高其单色性 D ） B.二氧化碳激光器 C .枚玻璃激光器 E.碑化稼结型激光器 二填空题 A. B ? C. D. 电子以玻尔半径为半径做圆周运动： 电子只可能在以玻尔半径为半径的球体内出现； 电子在以玻尔半径为半径的球而附近出现的概率最大： 电子在以玻尔半径为半径的球体内各点出现的概率密度相同。 B.—条细纹 D.不能确是 原子基态的电子排布是：（C B.上22"2卩63出 D. ls^2s^2p?3s^3p^3d^ 5. 在激光器中利用光学谐振腔 （ A. B ? C. D. 6. 世界上第一台激光器是（ A.氮一氛激光器 D.红宝石激光器

1. 23时轨道角动量有 _个可能取向。 2. 在解氢原子的左态薛立谴方程时，通常在理坐标系中将方程的解表示为 径向波函数R （r ）、极角波函数（1、方位角波函数（）的乘积。 3. 1921年施特恩和盖拉赫在实验中发现：一朿处于基态的原子射线在非均 匀磁场中分裂为两束。对于这种分裂无法用电子轨道运动的角动虽空间取向量子 化来解释，只能用 电子自旋角动量的空间取向量子化 来解释。 4. 电子的轨道磁矩与轨逍角 动量的关系为//,=-—￡ : 电子的自旋磁矩 2叫 5. 氢原子核外电子的状态，可由四个量子数来确左，其中主量子数n 可取 的值为1,2, 3…（正整数）,它可决泄_原子系统的能量° 6. 原子内电子的量子态由n, /, 5及皿$四个量子数表征。当n, /, m- 左时，不同的量子态数目为2 :当小/ 一定时，不同的量子态数目为2 （2 /+!）_：当n -宦时，不同的屋子态数目为 2n2 ° 7. n=3的主壳层内有3 个子壳层；分别是S 子壳层、P 子壳层、d 子壳层。 8. 原子中/相同而 容纳 14 个电子。 9. 产生激光的必要条件是粒子数反转分布，激光的四个主要特性是 方向性好，单色性好，相丁?性好，光强大。 10. 激光器中光学谐振腔的作用是（1） 产生与维持光的振荡，使光得到 加强，（2）使激光有极好的方向性,（3）使激光的单色性好。 三计算题 1. 假设氢原子处于n=3, /=!的激发态，则原子的轨道角动量在空间有那些 可能取向计算牡可能取向的角动量与2轴之间的夹角。 解：上1时，m=o, 1.故原子的轨逍角动呈在空间有3 种可能取向。 轨逍角动量的大小L = + 1）力=血,1,的数值为方，0,: -力。设角动量打Z 轴之间的夹角为 ,则cos =UL.将2 \ 与自旋角动量的关系为“S =-— 叫 So rrih m S 不同的电子处于同一子壳层中，上3的子壳层可 z t i 0

原子核外电子的排布

【学习目标】 1. 认识原子核外电子排布的轨道能量顺序图； 2. 学会用电子排布式、轨道表示式表示原子结构； 3. 运用能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素原子核外电子排布式和轨道表示式。 【学习重、难点】 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 【学习方法】自学讨论法、探究总结法 【课时安排】2课时 【教学过程】 一、鲍林近似能级图 多电子原子中各原子轨道能量的高低顺序如下规律： 1．相同电子层上原子轨道能量的高低：ns

b、角量子数l（角量子数l确定原子轨道的形状，并和主量子数n一起决定电子的能级） 角量子数l 0、 1、 2、 3 、4… 相应原子轨道 s、 p、 d、 f 、g… c、磁量子数（磁量子数m决定原子轨道在空间的取向） 磁量子数m = 0，±1，±2… 我国化学家徐光宪总结归纳出能级的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系为： 规律：（n+0.7l）愈大则能级愈高 （n+0.7l）第一位数字相同的，能量相近，合并为同一能级组 能级组的划分是导致周期表中化学元素划分为周期的原因 [过渡]描述原子核外电子运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。 二、原子核外电子排布所遵循的原理 1．能量最低原理 _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________（原子轨道能量高低顺序见上） 2．泡利不相容原理 _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________指出：同一原子中，不可能有两个电子处于完全相同的状态。

第三章原子结构

第三章原子结构 一、选择题 1．下列各组量子数中，合理的一组是( ) (A) (B) (C) (D) 2．若把某原子核外电子排布写成ns2np7，它违背了( ) (A) 保利不相容原理(B) 能量最低原理 (C) 洪特规则(D) 洪特规则特例 3．下列元素的原子中，第一电离能最小的是( ) (A) B (B) C (C) Al (D) Si 4．下列原子中，第一电子亲合能最大的是( ) (A) N (B) O (C) P (D) S 5．第二电离能最大的原子，应该具有的电子构型是( ) (A) 1s22s22p5 (B) 1s22s22p6(C) 1s22s22p63s1 (D) 1s22s22p63s2 6．轨道运动状态为，可用来描述的量子数为( ) (A) n =1, l = 0, m = 0; (B) n =2, l = 1, m = 0 (C) n =2, l = 2, m = 0; (D) n =1, l = 2, m = 1 答案：1. A; 2. A; 3. C; 4. D; 5. C；6, B 二、填空题 1．根据现代结构理论，核外电子的运动状态可用———————来描述，它在习惯上被称为；|ψ|2表示————————————，它的形象化表示是————————。 ———————————— 2．4p亚层中轨道的主量子数为——————————，角量子数为——————————，该亚层的轨道最多可以有———————种空间取向，最多可容纳——————————个电子。 3．周期表中最活泼的金属为——————————，最活泼的非金属是——————————；原子序数最小的放射性元素为第————周期元素，其元素符号为—————。 三、简答题 1. 电子亲合能与原子半径之间有说明规律性关系？为什么有些非金属元素（如氟，氧）却显得反常：电子亲合能Cl>F，S>O，而不是F>Cl，O>S？ 解： 电子亲合能是指一个气态原子得到一个电子形成气态阴离子所放出的能量。显然，自左而右，随着核电核依次增高，半径依次减小，电子云密度很大，电子之间排斥力很强，以致当加合一个外来电子形成负离子时，因克服排斥力使放出的能量减少，导致还不如其下一周期的元素如氯、硫加合一个电子形成负离子时放出的能量多。从而造成氟并不是电子亲合能最大这一反常现象。

课时49原子核外电子排布

课时49 原子核外电子排布 【高考说明】 1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。 2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式 3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法 4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱 【知识梳理】 一、能层与能级 对多电子原子的核外电子，按将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。 完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数 由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为。 ②能级类型的种类数与数相对应 ③原子轨道s、p、d、f 伸展方向分别为、、、，与能级所在能层。 二、电子云与原子轨道 1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示。 2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道 呈对称， ns能级各有个原子轨道；p电子的原子轨道呈，np能级各有个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；nd能级各有个原子轨道；nf能级各有个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。 三、核外电子排布规律 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序： 1s、2s、2p、3s、3p、、、4p、5s、4d、5p、6s、4f…… 构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。 构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。 思考：如何快速判断不同能级的能量高低？ 2．能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。

原子物理学第三章习题解答复习过程

第三章习题解答 3-1 电子的能量分别为10eV 、100eV 和1 000eV 时，试计算其相应的德布罗意波 长。 解： 根据公式h p λ==10eV 、100eV 、1 000eV 得1240eV λ=?因此有：（1 ）当110,0.39K E eV nm λ===时 （2 ）当1100,0.123K E eV nm λ===时 （3 ）当11000,0.039K E eV nm λ===时 3-2 设光子和电子的波长均为0.4nm ，试问（1）光子的动量与电子的动量之比是多少？（2）光子的动能与电子的动能之比是多少？ 解：由题意知 Q 光子的动量h p λ = ， 光子的能量c E h h νλ == 电子的动量 h p λ = ， 电子的能量2e E m c = ∴（1） 1 2 1p p = （2） 126212400.0610.40.40.40.51110e e E h hc eV nm E m c m c eV nm ?====??? 3-3 若一个电子的动能等于它的静止能量，试求：（1）该电子的速度为多大？（2）其相应的德布罗意波长是多少？ 解：（1）相对论给出运动物体的动能为： 20()k E m m c =-，而现在题设条件给出20k E m c =故有 2200()m c m m c ∴=- 由此推得02m m == =

223 0.8664 v v c c ∴=?== （2） 0h p c λ = =Q 0.0014nm λ∴= == 3-4 把热中子窄束射到晶体上，由布喇格衍射图样可以求得热中子的能量。若晶体的两相邻布喇格面间距为0.18，一级布喇格掠射角（入射束与布喇格面之间的夹角）为30度，试求这些热中子的能量。 解：根据布喇格晶体散射公式： 2sin 20.18sin300.18d nm λθ==??=o 而热中子的能量较低， 其德布罗意波长可用下式表示：h p λ= = ()2 2 222 0.02522k hc h E eV m mc λλ== = 3-5 电子显微镜中所用加速电压一般都很高，电子被加速后的速度很大，因而必须考虑相对论修正。试证明：电子的的德布罗意波长与加速电压的关系应为： λ= 式中 6(10.97810)r V V v -=+?，称为相对论修正电压，其中电子加速电压 V 的单位是伏特。 证明： 2 22 24 0E p c m c p =+?==Q )p ?== h p λ= ===证毕

大学无机化学第三章试题及答案

第三章 （1）原子中电子的运动有何特点？几率与几率密度有何区别与联系？ 答 （2）什么是屏蔽效应和钻穿效应？怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交错现象？ 答 （3）写出原子序数为24的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数分别表示每个价电子的运动状态。 答 （4）已知M2+离子3d轨道中有5个电子，试推出：（1）M原子的核外电子排布；（2）M 原子的最外层和最高能级组中电子数；（3）M元素在周期表中的位置。 答 （5）按斯莱脱规则计算K，Cu，I的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级的能量。答

（6）根据原子结构的知识，写出第17号、23号、80号元素的基态原子的电子结构式。答 （7）画出s，p，d各原子轨道的角度分布图和径向分布图，并说明这些图形的含意。 答见课本65页 s电子云它是球形对称的。 p电子云它是呈无柄的桠铃形。 d电子云形状似花瓣。 （8）描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义各是什么？它们的可能取值是什么？ 答 （9）下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ （1）n=2，l=1，m=0 （2）n=2，l=2，m=-1 （3）n=3，l=0，m=0 （4）n=3，l=1，m=1 （5）n=2，l=0，m=-1 （6）n=2，l=3，m=2 答

（10）下列说法是否正确？不正确的应如何改正？ a)s电子绕核运动，其轨道为一圆周，而电子是走S形的； b)主量子数n为1时，有自旋相反的两条轨道； c)主量子数n为4时，其轨道总数为16，电子层电子最大容量为32； d)主量子数n为3时，有3s，3p，3d三条轨道。 答 （11）将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p，所需能量是否相等？若是氦原子情况又会怎样？ 答 （12）通过近似计算说明，12号、16号、25号元素的原子中，4s和3d哪一能级的能量高？

【教学设计】原子中的电子

课题原子中的电子课型新授 教学目标 1、了解原子核外电子应能量的高低是按层运动的 2、知道各类原子核外电子的排布特点 3、知道离子的概念 3、培养学生用微粒的观点看物质构成 教学重、难点稳定结构离子的形成 授课方法自主互助、小组合作媒体使用多媒体 【课堂引入】我是钠原子的原子核，我的周围有11个电子在高速运动，这些电子是如何排布的？ 【搜集信息】排布特点1： 电子在核外是分层排布的。电子总是先排在能量最低的电子层里 （即第一层排满了才排第二层，依次下去）排布特点2：第一层最多排2个电子第二层最多排8个电子 最外层电子数最多排8个。 排布特点3：稳定结构：最外层电子数为8个电子的结构 （He最外层为第一层，为2个） 【学习任务一】原子结构示意图 以钠原子为例讲解原子结构示意图的结构 例如： (1) “○”表示原子核（2）表示原子核内有11个质子。（3）弧线表示电子层，（4）“2”表示第一层上排有两个电子。（5）“1”表示最外层为1个电子 【小练习1】画出质子数为8、17的原子结构示意图 【学习任务二】电子对原子性质的影响 每种原子在化学反应中力争达到稳定结构 例如： 【学生分组讨论】完成下列表格 原子种类金属元素的原子非金属元素的原子稀有气体元素的原子最外层电子数 得失电子情况 化学性质 【结论】：1、决定元素的化学性质： 2、最外层电子数相同，化学性质（不同、相似） 思考：我要达到稳 定结构怎么办？

【课堂反馈练习一】 1.下列原子结构示意图中,正确的是: 2.某元素原子的原子核外有三个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为: A.14 B.15 C.16 D.17 3、硒元素具有抗衰老、抑制癌细胞生长的功能， 其元素符号为Se ，硒原子结构示意图如右图所示，则： （1）P 的值为___________。 （2）硒元素的化学性质与下列哪种元素的化学性质相似________（填字母编号） 【学习任务三】 离子 1、离子的定义 离子： 阴离子：如： S 2－、F －、Cl － 阳离子：如： H +、Na +、Al 3+ 【思考】原子、离子的核电荷数、质子数与核外电子数的关系是什么？ 原子中： 核电荷数质子数核外电子数 阳离子： 核电荷数质子数核外电子数 阴离子： 核电荷数质子数核外电子数 2、 离子符号的写法 在元素符号右上角标注所带电荷数 如:氧离子 O 2- 镁离子 Mg 2+ 3、离子符号的意义： 例如：3Mg 2+ 【小练习2】 写出符号的含义：①3个镁离子②Ca 2+ 【课堂反馈练习二】 1、构成物质的基本粒子有（ ） A 、只有分子 B 、分子和原子 C 、原子和离子 D 、分子原子和离子 2、下列各微粒的示意图中，表示阳离子的是（ ） A B C D 3、下列物质由离子构成的是 （ ） A.空气 B.食盐 C.A B C D 2 8 8 +17

高等教育出版社 无机化学 第三章 课后习题答案

1.原子中电子的运动有何特点？几率与几率密度有何区别与联系？ 答 2.什么是屏蔽效应和钻穿效应？怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交 错现象？ 答 3.写出原子序数为24的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数 分别表示每个价电子的运动状态。 答 4.已知M2+离子3d轨道中有5个电子，试推出：（1）M原子的核外电子排布；（2）M原 子的最外层和最高能级组中电子数；（3）M元素在周期表中的位置。 答 5.按斯莱脱规则计算K，Cu，I的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级的能量。答

6.根据原子结构的知识，写出第17号、23号、80号元素的基态原子的电子结构式。 答 7.画出s，p，d各原子轨道的角度分布图和径向分布图，并说明这些图形的含意。 答见课本65页 s电子云它是球形对称的。 p电子云它是呈无柄的桠铃形。 d电子云形状似花瓣。 8.描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义各是什么？它们的可能取值是什 么？ 答 9.下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ （1）n=2，l=1，m=0 （2）n=2，l=2，m=-1 （3）n=3，l=0，m=0 （4）n=3，l=1，m=1 （5）n=2，l=0，m=-1 （6）n=2，l=3，m=2

答 10.下列说法是否正确？不正确的应如何改正？ （1）s电子绕核运动，其轨道为一圆周，而电子是走S形的； （2）主量子数n为1时，有自旋相反的两条轨道； （3）主量子数n为4时，其轨道总数为16，电子层电子最大容量为32； （4）主量子数n为3时，有3s，3p，3d三条轨道。 答 11.将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p，所需能量是否相等？若是氦原子情况又会怎 样？ 答 12.通过近似计算说明，12号、16号、25号元素的原子中，4s和3d哪一能级的能量高？