大学化学原子结构习题及答案上课讲义

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 -，3 d xy ，3 d xz ， 3 d 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 z 2、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、+ 12； (B) 4、3、2、- 12； (C) 2、0、0、+ 12

； (D) 3、2、0、+ 12； (E) 1、0、0、- 12； (F) 3、1、1、+ 12

。 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 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 ：1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 1 (2) 28Ni ：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 (3) 22Ti : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 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 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) M 2+

的 5 个 3d 电 子 的 运 动 状 态（用 量 子 数 表 示）。

5.解：(1) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 (2) Mn ， 第 四 周 期， 第ⅦB 族

(3) n = 3，l = 2，m = 0，m s = + 12； 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 = + 12； n = 3，l = 2，m = - 2，m s = + 12

。 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 +12 ， 3 1 0 +12， 3 1-1 +12

(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ψ表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零也可小于零，∣ψ∣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（）。15.C

(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（）。16.A

(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（）。17.C

(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（）。18.C

。

(A) ψn； (B) ψn, l； (C) ψn, l, m； (D) ψn, l, m, m

s

25.对于四个量子数，下列叙述中正确的是（）。25.D

(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.（）。26.C

(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（）。27.D

(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（）。