大学化学原子结构习题及答案

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 3s、3p、3d三个原子轨道；(2) 四个量子数n、l、m、m s都是用来描述原子轨道的。

1.解：(1) 错误。应有 3s、3p、3d三个亚层和 3s，3p x，3p y，3p z，322

d

x y ，3d xy，3d xz，3d yz和32

d

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 4s，4p，4d，4f四个原子轨道；(3) 磁量子数m = 0，对应的都是s原子轨道。

2.解：(1) 不正确。n= 1 时, 只有 1s亚层，也只有一个 1s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 4s、4p、4d、4f亚层，原子轨道数目分别为 1、3、5、7，所以可以有 16 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，m = 0 时为 s 原子轨道，而l≠ 0，m = 0时都不是 s 原子轨道。

3. 对某一多电子原子来说 ,(1) 下列原子轨道 3s、3p x、3p y、3p z、3d xy、3d xz、3d yz、3d

z2、3d

x y

22中，哪些是等

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、+ 1

2； (B) 4、3、2、- 1

2

； (C) 2、0、0、+ 1

2

；

(D) 3、2、0、+ 1

2； (E) 1、0、0、- 1

2

； (F) 3、1、1、+ 1

2

。

3.解：(1) 等价轨道为：3 p x、3 p y、3 p z3 d xy、3 d xz、3 d yz、3d

z2、3d

x y

22

(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：1s2 2s2 2p x2 2p y1 (2) 28Ni ：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 (3) 22Ti : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p10

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 M2+的 3d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) M2+的 5 个 3d电子的运动状态（用量子数表示）。

5.解：(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 (2) Mn，第四周期，第ⅦB 族

(3) n = 3，l = 2，m = 0，m s = + 1

2

；n = 3，l = 2，m = 1，m s = + 12；n = 3，l = 2，m = - 1，m s = + 12；

n = 3，l = 2，m = 2，m s = + 1

2；n = 3，l = 2，m = - 2，m s = + 1

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，ⅤA 族，P

(2) 有 3 个不成对电子，它们的量子数为： 3 1 1 +1

2

， 3 1 0 +1

2

， 3 1-1 +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 3p 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。（）

8. 错

9.电子云是核外电子分布概率( 几率 )密度的空间图象。（）9. 对

10.波函数 ?表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零也可小于零，???2表示电子在原子核外空间出现的概率( 几率 ) 密度。（）10. 对

11.4f能级对应的量子数为n = 4，l = 3。（）11.对

12.对任何原子核外某一电子来说，只有四个量子数完全确定后，其能量才有一定值。（）

12.错

13. 对氢原子来说，其原子能级顺序为 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d。（）13.错

14. 气态 He+与气态 H 原子都只有一个电子，但 He+失去一个电子比 H 原子失去一个电子要吸收更多的能量。（）14.对

15.与波函数视为同义语的是（）。

(A) 概率(几率 ) 密度；(B) 电子云； (C) 原子轨道；(D) 原子轨道的角度分布图。

16.氢原子的原子轨道能量取决于量子数（）。

(A) n； (B) n和l； (C) l； (D) m。

17.下列有关电子云的叙述中，错误的是（）。

(A) 电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率(几率)；

(B) 电子云形象化地表示了电子在核外空间某处出现的概率( 几率 )密度；

(C) 1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率( 几率 )为零；

(D) 电子云是电子运动的统计结果，它好象形成了一团带负电荷的云，包围在原子核的外边。

18.某原子轨道用波函数表示时，下列表示中正确的是（）。

(A) ?n； (B) ?n, l； (C) ?n, l, m； (D) ?n, l, m, m。

25.对于四个量子数，下列叙述中正确的是（）。

(A) 磁量子数m = 0 的轨道都是球形的；(B) 角量子数l 可以取从 0 到n的正整数；

(C) 决定多电子原子中电子的能量的是主量子数；(D) 自旋量子数m s与原子轨道无关。

26.角量子数l = 2 的某一电子，其磁量子数m.（）。

(A) 只能为 +2；(B) 只能为 -1、0、+1 三者中的某一个数值；

(C) 可以为 -2、-1、0、1、2 中的任一个数值；(D) 可以为任何一个数值。

27. 下列叙述中，能够描述测不准原理的是（）。

(A) 微观粒子运动的位置和动量没有不准确性；

(B) 微观粒子运动的位置有不准确性，但动量没有不准确性；

(C) 微观粒子运动的动量有不准确性，但位置没有不准确性；

(D) 微观粒子的运动不能同时具有确定的位置和确定的动量。

28. 有 X、Y、Z 三种主族元素，若 X 元素的阴离子与 Y、Z 元素的阳离子具有相同的电子层结构，且 Y 元素的阳离子半径大于 Z 元素的阳离子半径，则此三种元素的原子序数大小次序是（）。

(A) Y < Z < X；(B) X < Y < Z；

(C) Z < Y < X；(D) Y < X < Z。

29. 下列四种电子构型的原子，其中电离能最低的是（）。

(A) ns2 np3； (B) ns2 np4； (C) ns2 np5； (D) ns2 np6。

30. 下列各元素原子排列中，其电负性减小顺序正确的是（）。

(A) K > Na > Li； (B) O > Cl > H； (C) As > P > H；(D) Cr > N > Hg。

31. 下列原子半径大小顺序中正确的是.（）。

(A) Be < Na < Mg；(B) Be < Mg < Na； (C) Mg < Na < Be；(D) Na < Be < Mg。