第五章思考题与习题

第五章思考题与习题

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思考题

1.“原子”为什么不像过去那样定义为组成的基本粒子?

2.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系?

3.波函数与原子轨道有何关系?与电子云有何关系?

4. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的?

解:用四个量子数:主量子数--------描述原子轨道的能级

副量子数------ 描述原子轨道的形状

角量子数-------描述原子轨道的伸张方向

自旋量子数---------描述电子的自旋方向.

5.下列各组量子数哪些是不合理的?为什么?

n l m

(1) 2 1 0

(2) 2 2 -1

(3) 3 0 +1

解：（2），（3）不合理。当n=2时，l只能是0，1，而（2）中的l =2，当l =0时，m只能是0，而（3）中的m却为+1

6. 为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子,次外层最多只能有18个电子?

7. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数(2n2)?

因为存在能级交错现象

8. 量子数n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的?该类原子轨道的形状如何?有几种空间取向?共有几个轨道?可容纳多少个电子?

9. 在下列各组电子分布中哪种属于原子的基态?哪种属于原子的激发态?哪种纯属错误?

(1) 1s22s1 (2)1s22s22d1(3)1s22s22p43s1 (4)1s22s42p2

（1）属于原子的基态；（3）属于原子的激发态；（2），（4）纯属错误。

10.(1) 试写出s区,p区,d区及ds区元素的价层电子构型.

(2) 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们各是金属还是非金属?

ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2

解：（1）所在区价层电子构型

s ns1-2

p ns2np1-6

d (n-1)d1-10ns1-2

ds (n-1)d10ns1-2

(2) 价层电子构型ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2

所在区s p d ds

金属或非金属金属非金属金属金属

11. 已知某副元素的A 原子,电子最后填入3d,最高氧化数为+4,元素B 的原子,电子最后填入4p, 最高氧化数为+5.回答下列问题: (1) 写出A,B 元素原子的电子分布式;

(2) 根据电子分布,指出它们周期表中的位置(周期,区,族). 解：（1）A ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2

B: 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 (2) A: 四周期，d 区，IVB 族元素 B ：四周期，p 区，V A 族元素

12. 不参看周期表,试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性值?

(1) 19和29号元素原子 (2) 37和55号元素原子 (3) 37和38号元素原子 解：（1） 电子分布式 周期 族 19 [Ar]4s 1 四 IA

29 [Ar]3d 104s 1 四 IB

故29号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性； （2） 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s 1 五 IA 55 [Xe]6s 1 六 IA

故37号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性 （3） 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s1 五 IA 38 [Kr]5s2 五 IIA

故38号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性。

第五章 原子结构与元素周期性-习 题解 1.在下列各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。 (1) n =? l=2 m =0 m s = +1/2 (2) n =2 l=? m =-1 m s =-1/2 (3) n =4 l=2 m =0 m s = ? (4) n =2 l=0 m =? m s = +1/2 解:

2.在26Fe 原子核外的3d ，4s 轨道内，下列电子分布哪个正确? 哪个错误? 为什么? (1) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ___

11

(1)3 (2)1 (3) (4)022s n l m m ≥==+-=正整；；或；

(2) ↑↓↑↓↑↓↑↓______

(3) ↑↓↑↓↑↓______↑↓

(4) ↑↑↑↑↑↓↑↓

(5) ↑↓↑↓↑↓______↑↓

答：(1) 不符合能量最低原理；(2) 不符合能量最低原理和洪特规则；(3) 不符合洪特规则；

(4) 不符合泡利不相容原理；(5) 正确。

3.

(1) 下列轨道中哪些是等价轨道?

2s 3s 3px 4px 2px 2py 2pz

(2) 量子数n = 4的电子层有几个亚层?各亚层有几个轨道? 第四电子层最多能容纳多少个电子?

答：(1) 2px 2py 2pz 为等价轨道；

(2) 第四电子层共有四个亚层，最多能容纳32个电子，

即: 4s2 4p6 4d10 4f14

4. 以(1)为例，完成下列(2)至(6)题。

(1) Na(z=11) 1s22s22p63s1

(2) ______________ 1s22s22p63s23p3．

(3) Ca(z=20) _______________

(4) ________(z=24) [?]3d54s1

(5) ________ [Ar]3d104s1

(6) Kr(z=36) [?]3d? 4s? 4p?

答: (2) P(z=15) ; (3) 1s22s22p63s23p64s2 ; (4) Cr, [Ar]3d54s1 ; (5) Cu; (6) [Ar] 3d104s2 4p6.

5. 试预测：

(1) 114号元素原子的电子分布，并指出它将属于哪个周期、哪个族？可能与哪个已知元素的最为相似？

(2) 第七周期最后一种元素的原子序数是多少?

答(1)1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f14

6s26p66d107s27p2或[Rn] 5f146d107s27p2;属于第七周期、ⅣA族元素，与Pb的性质最为相似。

(2)第七周期最后一个元素原子的电子排布式为：

[Rn] 5f146d107s27p6；其原子序数为118。

6. 写出下列离子的电子分布式。

S2-K+Pb2+Ag+ Mn2+ Co2+

答：S2- ：1s22s22p63s23p6K+ : 1s22s22p63s23p6

Pb2+: [Xe] 4f145d106s2 Ag+ : [Kr] 4d10Mn2+ ：1s22s22p63s23p63d5 Co2+：1s22s22p63s23p63d7

7. 试填出下列空白：