基础化学习题09docWord文档格式.docx
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所以周期表中从左到右原子半径减小。
从上到下各元素原子的电子层数逐一增加，由于内层电子的屏蔽效应，有效核电荷增加缓慢，但电层数是增多的，所以原子半径就增大。
从此规律来看，原子半径小的元素分布在周期表的右上角，非金属元素也正好在此位置，因此非金属元素原子一般比同周期金属小，也比同一族的金属小。
例9-4为什么第n电子层有n2个原子轨道，能容纳2n2个电子？
析本题要么看似简单，要么不好作答。
解题关键是明确决定原子轨道和决定电子运动状态的量子数的取值规律。
答：
电子层由主量子数n确定，而原子轨道必须由n,l,m三个量子数来确定。
l取值受n的制约，m取值又受l的制约。
第n电子层中，l取0到（n-1）的n个值，给出n个电子亚层；
l电子亚层中，m取-l到+l的2l+1个值，即l亚层共有2l+1个原子轨道。
所以第n电子层的原子轨道数按各亚层排列应该是：
1个、3个、5个、·
·
、2（n-1）+1=2n-1个。
现在求和这些奇数，得n2。
一个原子轨道最多容纳自旋相反的两个电子，所以第n电子层的n2个原子轨道能容纳2n2个电子。
学生自测题[TOP]判断题选择题填空题问答题计算题
一、判断题（对的打√，错的打×
，共10分）
1.激发态氢原子的电子组态可写成3s1。
（）
2.s区元素原子的内电子层都是全充满的。
（）
3.氢原子的1s电子激发到3s轨道要比激发到3p轨道所需的能量少。
（）
4.非金属元素的电负性均大于2。
（）
5.p区和d区元素多有可变的氧化值，s区元素（H除外）没有。
（）
6.M电子层原子轨道的主量子数都等于3。
7.最外层电子组态为ns1或ns2的元素，都在s区。
（）
8.基态氢原子的能量具有确定值，但它的核外电子的位置不确定。
9.s电子在球面轨道上运动，p电子在双球面轨道上运动。
10.依据能级由低到高顺序、遵守Pauli不相容原理排布电子就写出基态原子的电子组态。
（）
二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出，每题1分，共20分）[TOP]
1.某原子的基态电子组态是[Xe]4f145d106s2，该元素属于（）
A.第六周期，IIA族，s区B.第六周期，IIB族，p区
C.第六周期，IIB族，f区D.第六周期，IIA族，d区
E.第六周期，IIB族，ds区
2.某一电子有下列成套量子数（n、l、m、s），其中不可能存在的是（）
A.3，2，2，1/2B.3，1，-1，1/2
C.1，0，0，-1/2D.2，-1，0，1/2
E.1，0，0，1/2
3.下列说法中，正确的是（）
A.主量子数为1时，有自旋相反的两个轨道。
B.主量子数为3时，3s、3p、3d共三个轨道。
C.在除氢以外的原子中，2p能级总是比2s能级高。
D.电子云是电子出现的概率随r变化的图像。
E.电子云图形中的小黑点代表电子。
4.基态24Cr的电子组态是（）
A.[Ar]4s23d4B.[Kr]3d44s2C.[Ar]3d54s1
D.[Xe]4s13d5E.[Xe]3d44s2
5.下图中表示基态Fe原子的3d和4s轨道中8个电子排布正确的是（）
A.
B.
C.
D.
E.
6.He的Els与Kr的Els相比，应有（）
A.Els（He）=Els（Kr）B.Els（He）＜Els（Kr）
C.Els（He）＞Els（Kr）D.Els（He）＜＜Els（Kr）
E.无法比较。
7.在多电子原子中，决定电子能量的量子数为（）
A.nB.n和lC.n，l和m
D.lE.n，l，m，和s
8.某原子的基态电子组态是[Kr]4d105s25p1，该元素的价层电子是（）
A.4d105s25p1B.5s25p1C.5p1
D.4d10E.4d105p1
9.基态19K原子最外层电子的四个量子数应是（）
A.4，1，0，1/2B.4，1，1，1/2
C.3，0，0，1/2D.4，0，0，1/2
E.4，1，-1，1/2
10.氢原子的s轨道波函数（）
A.与θ,φ无关B.与θ有关
C.与θ,φ有关D.与r无关
E.与r,θ,φ有关
11.deBroglie关系式是（）
A.Δx·
Δp≥h/4πB.hν=E2-E1
C.λ=h/pD.λ=c/ν
E.p=mν
12.电子排布为[Ar]3d64s0者，可以表示（）
A.25Mn2+B.26Fe3+C.27Co3+
D.28Ni2+E.24Cr3+
13.径向分布函数图表示（）
A.核外电子出现的概率密度与r的关系
B.核外电子出现的概率与r的关系
C.核外电子的R与r的关系
D.核外电子的R2与r的关系
E.核外电子的rR与r的关系
14.一电子的钻穿能力与它受其他电子屏蔽作用之间的关系是（）
A.能力越大，作用越小B.能力越大，作用越大C.两者无关系
D.A和B两种关系都可能E.只能有一项存在
15.填电子时下列能级能量最高的是（）
A.n=1，l=0B.n=2，l=0C.n=4，l=0
D.n=3，l=2E.n=2，l=1
16.下列能级属于同一个能级组的是（）
A.3s3p3dB.4s4p4d4fC.6p7s5f6d
D.4f5d6s6pE.2s2p3s
17.下列哪一种电子层的结构不是卤素的电子结构（）
A.7B2，7C.2，8，7
D.2，8，18，7E.2，8，18，18，7
18.下列关于原子轨道角度分布图的节面说法是正确的是（）
A.Ys有1个节面B.YPy的节面是xz平面
C.YPy的节面是yz平面D.YPy的节面是xy平面
E.YPy的节面有2个
19.下列关于电子亚层的正确说法是（）
A.p亚层有一个轨道B.同一亚层的各轨道是简并的
C.同一亚层电子的运动状态相同D.d亚层全充满的元素属主族
E.s亚层电子的能量低于p亚层电子
20.下列元素中3d能量高于4s的是（）
A.FeB.BrC.CaD.MnE.Zn
三、填空题（每空1分，共20分）[TOP]
1.基态氢原子中，离核愈近，电子出现的愈大，但是在离核距离为52.9pm的薄球壳中电子出现的愈大
2.n=3，l=1的原子轨道属能级，该能级有个简并轨道，半充满时，若用4个量子数的组合分别表示这些电子的状态，应该将它们写成。
具有这样电子组态的原子的核电荷数为，其元素符号是。
3.基态原子中3d能级半充满的元素是和。
1~36号元素中，基态原子核外电子中未成对电子最多的元素是。
4.最外层电子组态为5s25p4的元素处在元素周期表的区第周期族原子序数为。
5.A原子比B原子多一个电子，已知A原子是原子量最小的活泼金属，则B元素是。
6.某基态原子有以下5个电子，它们的4个量子数的组合分别是：
A.2，0，0，+1/2；
B.3，1，-1，-1/2；
C.3，2，0，+1/2；
D.3，2，-2，-1/2；
E.3，0，0，-1/2。
它们的轨道符号分别为，能量由高到低为。
7.屏蔽作用使电子的能量，钻穿作用是电子的能量。
8.填写下表：
（基态）
元素符号
位置（区、周期、族）
价层电子组态
单电子数
As
3d54s1
ds区、4周期、
B
Zr
4d25s2
四、问答题（30分）[TOP]
1.下列各组量子数，哪些是错误的，为什么？
怎样改正？
A.若n=2l=1m=0B.若n=2l=2m=-1
C.若n=3l=0m=+1D.若n=2l=3m=+2
2.若将以下基态原子的电子排布写成下列形式，各违背了什么原理？
并改正之。
A.5B1s22s3B.4Be1s22p2C.7N1s22s22px22py1
3.什么叫做屏蔽作用？
为什么在多电子原子中E3s<
E3p<
E3d?
4.p轨道的角度分布图形和电子云图形各有什么特点？
5.试预测第七周期最后一个元素的原子序数应是多少，并说明理由。
五、计算题（20分）[TOP]
1.计算将基态氢原子的电子由n=1的能级激发到n=∞能级所需能量。
（注：
此能量即氢原子的电离能）。
2.425nm波长的光照射到金属钾的表面，逸出电子的速度是4.88×
105m·
s-1。
K的第一电离能是多少？
3.一个氧分子以479m·
s-1的速度运动，其deBroglie波长是多少？
假定原子直径在100pm，这个波长较之较长还是较短？
4.铟的化合物的焰色反应是位于451nm的蓝紫色光，计算反应释放光子的能量。
学生自测答案[TOP]
1.√2.×
3.×
4.×
5.√6.√7.×
8.√9.×
10.×
二、选择题
1.E2.D3.C4.C5.D6.C7.B8.B9.D10.A11.C12.C13.B14.C15.D16.D17.A18.B19.B20.C
三、填空题
1.概率密度，概率
2.3p，3，（3，1，-1，1/2；
3，1，-1，1/2；
3，1，-1，1/2），7，N
3.Cr，Mn，Cr
4.p，5，VIA，52
5.He
6.2s，3p，3d，3d，3s；
3d>
3p>
3s>
2s
7.升高，降低
p、4、VA
4s24p3
3
Cr
d、4、VIB
6
Cu
3d104s1
1
d、5、IVB
2
四、问答题
1.C错误，当l=0时，m=0；
D错误，当n=2时，l=0,1,2。
2.A违背了Pauli不相容原理，应为5B：
1s22s22p1；
B违背了能量最低原理，应为4Be：
1s22s2；
C违背了Hund规则，应为7N：
1s22s22px12py12pz1。
3.原子中某电子受内层或同层其它电子的排斥，抵消了部分核电荷它的吸引，称为其它电子对该电子的屏蔽作用。
第3电子层中，3s的D（r）有3个峰，3p有2个峰，3d有1个峰。
D（r）的峰越多，电子在核附近出现的可能性越大，电子的钻穿能力愈强，，受到其它电子的屏蔽就愈弱，能量就愈低。
因此能级顺序是：
E3s<
E3d。
4.p轨道的角度分布图与方位角θ和φ有关，函数在相关平面上的值为零，这个平面式节面；
在节面两侧代数值符号相反形成两个球形波瓣。
电子云图形与相应p轨道的角度分布图有共同的节面，但两侧波瓣较瘦，而且没有代数符号区别，代表了电子在节面两侧空间出现的概率密度。
五、计算题
1.1312kJ·
mol-1。
2.216kJ·
3.26.0pm。
4.4.41×
10-19J。
章后习题答案[TOP]
1.如电子的波动性是指高速运动的电子不可能像经典粒子那样去描述它的运动轨迹和运动状态，因为它在空间的位置和运动速度不可能同时被精确测定。
因此，电子的运动状态只能用统计的方法表达，即描述处在一定能态的电子在空间某区域出现的概率。
量子力学用波函数的平方值得到了这个概率密度，所以说电子波是概率波。
而电磁波一种能量波，是电荷振荡或加速时电场和磁场的周期性振荡的能量传播。
2.上述说法不正确。
原子中的电子不可能有经典的轨道，因此不能说电子沿着什么几何轨迹运动。
这里所说的1s轨道和2p轨道都是指波函数，1s波函数的几何形状是球形的，2p波函数的几何形状由两个球形波瓣构成，俗称哑铃形，而不是8字形。
1s轨道表明处在这个能级的电子在原子核外球形空间都可以出现，但在空间各球面上的概率不一样。
2p轨道表明处在这个能级的电子在一个坐标平面的两侧都可以出现，但是在此坐标平面上出现的概率为零。
3.由deBroglie关系式
4.由deBroglie关系式
deBroglie波长如此之小，可以完全忽略子弹的波动行为；
由测不准关系式
这样小的位置误差完全可以忽略不计，子弹可以精确地沿着弹道轨迹飞行。
5.根据Paili不相容原理，原子中没有两个电子有着完全相同的一套量子数n，l，m和s。
如果描述电子运动的一套量子数中，两个电子的n，l，和m相同，即处在同一原子轨道上，那么它们的自旋量子数s必须不同，由于自旋量子数只有±
两个值，所以一个原子轨道只能容纳2个电子。
6.⑴2p轨道；
⑵3d轨道；
⑶5f轨道；
⑷2p能级，m=-1的轨道不是实函数，无法描述几何图形；
⑸4s轨道。
7.
8.⑴2s亚层只有1个轨道；
⑵3f亚层不存在，因为n=3的电子层中l只能小于3，没有l=3的f轨道；
⑶4p亚层有3个轨道；
⑷5d有5个轨道。
9.
原子序数
电子排布式
价层电子排布
周期
族
[Kr]4d105s25p1
5s25p1
5
IIIA
10
2s22p6
24
[Ar]3d54s1
4
VIB
80
[Xe]4f145d106s2
5d106s2
10.⑴[Ar]3d54s2，5个未成对电子；
⑵[Ar]3d104s24p6，没有未成对电子；
⑶原子的电子排布式为[Kr]5s2，+2离子的电子排布式为[Kr]5s0，离子没有未成对电子；
⑷[Ar]3d104s24p3，3个未成对电子。
11.Ag+：
[Kr]4d10；
Zn2+：
[Ar]3d10；
Fe3+：
[Ar]3d5；
Cu+：
[Ar]3d10。
12.该元素的电子排布式为[Ar]3d54s1，它在周期表中属于4周期、VIB族、d区。
由于是d区过渡元素，其前后相邻原子的原子半径约以5pm的幅度递减。
13.这五个元素在周期表中的位置是
IIA
IIB
VA
VIA
VIIA
F
S
Ca
Zn
由于周期表中，从左到右元素电负性递增，从上到下元素电负性递减，故各原子按电负性降低次序的排列是：
F、S、As、Zn、Ca。
14.⑴原子价层电子排布是ns2np2，IVA族元素；
⑵该原子价层电子排布是3d64s2，4周期VIIIB族的Fe元素；
⑶该原子价层电子排布是3d104s1，4周期IB族的Cu元素。
Exercises
1.Themassoftheneutron,mn=1.67×
10-27kg,thereforethewavelengthofaneutrontravelingataspeedof3.90km·
s-1isobtainedbyusingthedeBroglierelation:
2.ForMshell,n=3,sowherethereare3subshells.Asl=3forfsubshell,thenumberoforbitalsis2l+1=7.
3.Alltheelectronconfigurationsarepossibleexceptthatoneinanswer（3）,whichallows8electronsfilledinthree2porbitals.
4.Thalliumisamain-groupelementatPeriod6andGroupIIIAoftheperiodictable.
（1）Cs,Ba,Sr;
（2）Ca,Ga,Ge;
（3）As,P,S
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