(完整版)大学化学原子结构习题及答案.doc

1. 评 述 下 列 叙 述 是 否 正 确， 如 有 错 误， 试 予 以 改 正。 (1) 主 量 子 数 n = 3 时， 有 3 s 、 3p 、3d 三 个 原 子 轨

道； (2)

四 个 量 子 数 n 、 l

、 、

m s 都 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的。 m 1. 解：(1) 错 误。 应 有 3 s 、3 3 三 个 亚 层 和 3 ，3 p x ，3p ，3 p z ，3 d 2 2 ，

3 d xy ， 3 d xz ， 3 d yz 和 3 d 2 ，

p 、 d

s

y

y

x z

共 九 个 轨 道。 (2)

错 误。 量 子 数 n 、l 、m 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的，而 m s

只 描 述 电 子 自 旋 方 向。

、 2.

下 列 关 于 原 子 轨 道 的 叙 述 是 否 正 确？ 如 不 正 确 试 予 以 改 正：

(1)

主 量 子 数 n = 1 时， 有 自 旋 相 反 的 两 个 原 子 轨 道； (2)

主 量 子 数 n = 4 时， 有 4

s ，4 ，4 ，4 四 个 原 子

p

d

f

轨 道； (3) 磁 量 子 数 = 0 ， 对 应 的 都 是

s 原 子 轨 道。

m

2. 解：(1)

不 正 确。n = 1 时, 只 有 1 s 亚 层， 也 只 有 一

个 1 s 原 子 轨 道， 其 中 最 多 可 容 纳 自 旋 方 式 相 反 的 两

电 子。 (2)

不 正 确。 n = 4 时 可 能 有 4

s 、4 、4 、4

亚 层， 原 子 轨 道 数 目 分 别 为 1 、3、5、7， 所 以 可 以 有 16

p d f

个原 子 轨 道。 (3) 不 正 确。 原 子 轨 道 空 间 图 象 取 决 于 角 量 子 数 l ，只 有 l = 0 ， = 0 时 为 s 原 子 轨 道， 而

m

l ≠ 0 ， = 0 时 都 不 是 s 原 子 轨 道。

m

3. 对 某 一 多 电 子 原 子 来 说 ,(1)

下 列 原 子 轨 道 3

s

、3 、3 、3 p z 、3 、3 d xz 、3 、3 d z 2

、3

d x 2

y 2

中， 哪 些 是 等

p x p y d xy d yz

价（简 并） 轨 道？ (2) 具 有 下 列 量 子 数 的 电 子， 按 其 能 量 由 低 到 高 排 序， 如 能 量 相 同 则 排 在 一 起（ 可 用“ <”、“ =” 符 号 表 示）：

(A) 3 、 2、 1、 + 21

； (B) 4 、 3、 2、 - 21

；

(C) 2 、 0、 0、 + 21

；

(D) 3 、 2、 0、 + 21

；

(E) 1 、 0、 0、 -

21

；

(F) 3 、 1、 1、 +

21

。

3. 解： (1)

等 价 轨 道 为： 3 p x 、3 p y 、3 p z 3 d xy 、 3 d xz 、3 d yz 、 3d z 2 、 3d x 2 y 2

(2) 能 量 顺 序： (E) < (C) < (F) < (A) = (D) < (B) 。

4. 确 定 一 个 基 态 原 子 的 电 子 排 布 应 遵 循 哪 些 规 则？ 下 列 电 子 排 布 式 各 违 犯 了 哪 一 规 则？ (1) 7N ：1s 2 2 s 2 2 p x 2 2 p y 1

(2) 28Ni ： 1s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6

3 d 10

(3)

22Ti : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 10

4. 解： 应 遵 循 的 规 则： 能 量 最 低 原 理， 泡 利 ( Pauli )

不 相 容 原 理，洪 德(Hund)

规 则；

(1)

违 反 洪 德 规 则 (2) 违 反 能 量 最 低 原 理 (3)

违 反 泡 利 不 相 容 原 理。

5. 某 元 素 的 阳 离 子 M 2+

的 3 d 轨 道 中 有 5

个 电 子， 试： (1) 写 出 M 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式； (2) M 原 子 的

元 素 符 号 及 其 在 周 期 表 中 的 位 置（ 周 期、 族）； (3) M 2+ 的 5 个 3 d 电 子 的 运 动 状 态（用 量 子 数 表 示）。

5. 解： (1) 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 2

(2) Mn ， 第 四 周 期， 第Ⅶ B 族 (3) n = 3 ， l = 2 ， = 0 ， m = + 1 ； n = 3 ， l = 2 ， = 1 ， m = + 1

； n = 3 ， l = 2 ， = - 1 ， m = +

1

； 2 2 2 s s s

，

， = + 1 ； n = 3 ， l = 2 ， = - 2

， m = + 1 。

n = 3 ， l = 2

m = 2

m s

2

s

2

6. 已 知 某 元 素 A 与 Ar 在 周 期 表 中 处 于 同 一 周 期， 且 原 子 核 外 相 差 3 个 电 子。 试 回 答： (1) 元 素 A 在 周 期 表 中 所 处 位 置 ( 周 期、 族 ) 及 元 素 符 号；(2) A 原 子 核 外 每 个 不 成 对 电 子 的 运 动 状

态 ( 用 量 子 数 表 示 ) ；(3) A 与 硫 相 比， 何 者 第 一 电 离 能 大？ 简 述 原 理。

6.(1)

第 三 周 期，Ⅴ A 族， P

(2)

有 3 个 不 成 对 电 子， 它 们 的 量 子 数 为：

3 1 1 + 1

1 1

2 ，

3 1 0

+ 2 ， 3 1-1 + 2

(3) P 的 第 一 电 离 能 比 S 的 第 一 电 离 能 大， 因 为 失 去 的 都 是 3p 亚 层 上 的 电 子， P 原 子 的 3 p

亚 层 处 于 半 充 满 状 态， 相 对 较 稳 定， 失 去 较 困 难。

7. 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。（ ）。

7.

错

8. 以 电 子 概率 ( 几 率) 密 度 表 示 的 空 间 图 象 即 为 原 子 轨 道， 波 函 数 的 空 间 图 象 即 为 电 子

云。（ ）