無機化學——原子結構習題解答②

1、第7章習題解答、是非題1 .原子核外每一電子層最多可容納2n2個電子，所以元素周期系第五周期有50種元素。.()解：錯12 .原子序數(shù)為37的兀素，其原子中價電子的四個量子數(shù)應為5, 0, 0, +-2(或-2)。.()解：對3 . 對多電子原子來說，其原子能級順序為E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。.()解：對4 .鮑林(Pauling)能級圖表明了原子能級隨原子序數(shù)而發(fā)生的變化。.()解：錯5 .電子在原子核外運動的能級越高，它與原子核的距離就越遠。因為 E(1s)<E(2s),所以任何時候1s電子比2s電子靠近原子核。.()解：錯6 . 對氫原子來說

2、，其原子能級順序為1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d。.()解：錯7 .原子序數(shù)為33的元素，其原子核外M亞層的電子數(shù)是23。()解：錯8 .某元素的原子處在基態(tài)時，3d亞層有2個電子，該元素的原子序數(shù)為22。.解：對、選擇題1 .下列各種原子的核外電子排布中，屬于基態(tài)的是.()。(A)1 s 2s 2P ； (C)1s22s22p63s14s1；(B)1 s 2s 2p 3s ； (D)1s22s22p63s23p64s1。解：D2 .39號元素鈕原子的電子排布應是()。(A)1 s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2；(B)1

3、 s22s22p63s23p63d104s24p65s25p1 ；(C)1s22s22p63s23p63d104s24p64f15s2；(D)1 s22s22p63s23p63d104s24p65s25d1。解：A3 .下列電子排布式中，原子處于激發(fā)狀態(tài)的是()。(A)1 s22s22p6；(B)1 s22s22p33s1 ；(C)1 s22s22p63s23p63d54s1 ；(D)1 s22s22p63s23p63d34s2。解：B4 . 下列敘述中正確的是()。(A)在一個多電子原子中，可以有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子；(B)在一個多電子原子中，不可能有兩個能量相同的電子；(C)在一個多

4、電子原子中，M層上的電子能量肯定比L層上的電子能量高;(D)某一多電子原子的 3P亞層上僅有兩個電子，它們必然自旋相反。解：C5 .下列敘述中最符合 Pauli(泡利)不相容原理的是.()。(A)需用四個不同的量子數(shù)來描述原子中的每一個電子；(B)在原子中，不能有兩個電子具有一組相同的量子數(shù)；(C)充滿一個電子層需要 8個電子；(D)電子之間存在著斥力。解：B6 .對某原子中的各電子來說，其主量子數(shù)n< 3,則原子處于基態(tài)時.()。(A)只有s電子；(B)只有s電子和p電子；(C)只有p電子；(D)有s、p和d電子。解：B7 .用量子數(shù)描述的下列亞層中，可以容納電子數(shù)最多的是.()。(A

5、)n=2, l=1 ; (B)n=3, l=2; (C)n=4, l=3; (D) n=5, 1=0。解：C8 . 24Cr原子處于基態(tài)時，價層電子排布軌道圖可表示為.()。(A)；(B)一3d4s3d4s(C)；(D)。3d4s3d4s解：A9 .為估計原子核外某一電子受到的屏蔽效應，需考慮對該電子排斥作用的是.()。(A)僅是位于該電子內層的電子；(B)位于該電子外層的電子；(C)僅是位于該電子同層的電子；(D)位于該電子的內層和同層的電子。解：D10 .若將6c原子的電子排布寫成1s22s22px2,它違背了()。(A)能量守恒原理；(B)Pauli(泡利)不相容原理；(C)能量最低原理

6、；(D)Hund(洪彳g )規(guī)則。解：D11 .若將15P原子的電子排布式寫成1s22s22p63s23Px23py1,它違背了 .()。(A)能量守恒原理；(B)Pauli(泡利)不相容原理；(C)能量最低原理；(D)Hund(洪彳g )規(guī)則。解：D12 . 一基態(tài)原子的第五電子層只有2個電子，則該原子的第四電子層電子數(shù)可能為()。(A)8 ; (B)18; (C)818; (D)1832。解：C13 .原子序數(shù)為33的元素，其原子在 n=4, l=1, m=0的軌道中電子數(shù)為.()。(A)1 ； (B)2 ； (C)3 ； (D)4。解：A14 .鈉原子的1s電子能量與氫原子的1s電子能量

7、相比較，應是()。(A)前者高；(B)相等；(C)前者低；(D)無法比較。解：C15 .原子最外層只有一個電子，它的次外層角量子數(shù)為2的亞層內電子全充滿， 滿足此條件的元素有()。(A)1 種；(B)2 種；(C)3 種;(D)4 種。解：C16 .某元素原子僅有的2個價電子填充在n=4, l=0亞層上，則該元素的原子序數(shù) 為.()。(A)14 ; (B)19; (C)20; (D)33。解：C17 .某元素原子的價電子構型為5d106s1,其原子序數(shù)是.()。(A)39 ; (B)47 ; (C)61 ; (D)79。解：D18 .基態(tài)Fe2+價層電子的排布是.()。(A)；(B)；3d4s

8、3d4s(C)._ ；(D)3d4s 3d4s解：A19 .對基態(tài)原子來說，在主量子數(shù)n=2的電子層中，最多能容納8個電子，所根據的原理是.()。(A)能量守恒原理；(B)Pauli(泡利)不相容原理；(C)能量最低原理；(D)Hund(洪德)規(guī)則。解：B1s電子的元素有.(2p電子的元素有(3d電子的元素有.(4d電子的元素有(20 .原子序數(shù)從1100的100種元素的原子中，具有(A)100 種；(B)98 種；(C)96 種；(D)94 種。解：A21 .原子序數(shù)從1100的100種元素的原子中，具有 (A)100 種；(B)98 種；(C)96 種；(D)94 種。解：C22 .原子序

9、數(shù)從1100的100種元素的原子中，具有 (A)80 種；(B)70 種；(C)60 種；(D)50 種。解：A23 .原子序數(shù)從1100的100種元素的原子中，具有(A)32 種；(B)42 種；(C)52 種；(D)62 種。解：D24 .第三周期元素的基態(tài)原子中，不可能出現(xiàn)d電子，主要依據是()(B)泡里(Pauli)不相容原理;(D)能級交錯。(A)能量守恒原理；(C)洪特(Hund)規(guī)則;解：D25 . 38Sr原子的基態(tài)中，符合量子數(shù) m=0的電子數(shù)是.()。(A)14 ; (B)16; (C)18; (D)20。解：C26 . 20Ca原子的基態(tài)中，符合量子數(shù)m=0的電子數(shù)應是(

10、)。(A)12; (B)4; (C)6; (D)8。解：A27 . 38Sr原子的基態(tài)中，不符合量子數(shù) m=0的電子數(shù)是.()。(A)14 ; (B)16; (C)18; (D)20。解：D28 . 29CU原子在基態(tài)時，符合量子數(shù)m=0的電子數(shù)應是.()。(A)12 ; (B)13; (C)14; (D)15。解：B29 . 47Ag原子在基態(tài)時，符合量子數(shù)m=0的電子數(shù)應是.()。(A)16 ; (B)17; (C)18; (D)19。解：D、填空1 .表示多電子原子的軌道能級高低順序的圖叫做 ,它是由 實驗事實總結出來的。解：近似能級圖；光譜。2 .某元素的原子核外共有7個電子，能級最高

11、的3個電子的四個量子數(shù)分別為、；該元素符號為解：2、2、1、+1, 2、2、0、+1, 2、2、-1、+g；No3 .某元素的原子核外共有5個電子，其中對應于能級最高的電子的量子數(shù)n=, l =。解：2; 1。4 .原子核外第一個出現(xiàn) 5s電子的元素，其原子序數(shù)應為 ,電子排布式 為。解：37; 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1。5 . 19號兀素基態(tài)原子的 E4s E3d； 24號兀素基態(tài)原子的 E4s E3d。解：;。6 . 原子序數(shù)為42的元素，其原子核外電子排布為 ; 未成對電子數(shù)為 ,有 個能級組，最高氧化值是 。解：1s22s22p63s23p63d104s

12、24p64d55s1； 6; 5; 6。7 . 原子序數(shù)為47的元素，其原子核外電子排布為 , 價電子對應的主量子數(shù)n為,角量子數(shù)l為,磁量子數(shù) m為解：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1； 5； 0； 0。8 . 原子序數(shù)為53的元素，其原子核外電子排布為 ，未成 對電子數(shù)為 ,有 個能級組，最高氧化值是 。解：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5； 1； 5； 7。9 . 第34號元素的原子價層電子構型為 ; 第75號元素的原子價層電子構型為 。解：4s24p4； 5d56s2。10 .原子序數(shù)為48的元素，其原子核外電子排布

13、為 , 價電子對應的主量子數(shù)n為,角量子數(shù)l為,磁量子數(shù) m為解：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2； 5； 0； 0。11 .原子核外最先開始填充 4P亞層的元素的原子序數(shù)為 ;原子核外最先 開始填充7s亞層的元素的原子序數(shù)為 。解：31; 87。12 .某元素原子的最外層有 2個電子，其主量子數(shù) n=4,在次外層1=2的原子軌道 中電子已完全充滿。則該元素的原子序數(shù)為 ,原子核外電子的排 布式為。解：30; 1s22s22p63s23p63d104s2。13 .某元素原子的最外層有 2個電子，其主量子數(shù) n=4,在次外層1=2的原子軌道 電子數(shù)為零。則該元素的

14、原子序數(shù)為 ,原子核外電子的排布式為解：20; 1s22s22p63s23p64s2。14 .主量子數(shù)n=4的電子層中電子的最大容量為 。如果沒有能級交錯， 該層各軌道能級由低到高的順序為 ,4f電子實際在第 周期的 系元素的原子中出現(xiàn)。解：32; 4s、4p、4d、4f;六；錦!。四、解答題1 .對某一多電子原子來說，(1)下列原子軌道 3s、3px、3py、3pz、3dxy、3dxz、3dyz、3二、3舁中，哪些是等價(簡并)軌道？(2)具有下列量子數(shù)的電子，按其能量由低到高排序，如能量相同則排在一起(可用“<”、“=”符號表示)：(A)3、2、1、+，；(B)4、3、2、-2; (

15、C)2、0、0、+$;(D)3、2、0、+，；(E)1、。、。、2； (F)3、1、1、+2。解：(1)等價軌道為：3px、3py、3Pz3dxy、3dxz、3dyz、3dz2、3dx2 y2(5 分)(2)能量順序：(E)<(C)<(F)<(A)=(D)<(B)。(10 分)2 .原子的第四電子層最多可容納多少個電子？周期系第四周期中包含多少種元素？二 者是否相同？為什么？解：原子的第四電子層最多可容納32個電子，這可按電子層最大電子容量與主量子數(shù)n的關系為2n2=2X 42=32得出。(2分)周期系第四周期包含18種元素。(4分)由上所述二者不相同。(6分)由于能級

16、交錯，ns、(n-1)d、(n-2)f、np為一能級組，4s、3d、4P組成第四能級組，共9個軌道，可容納18個電子，所以第四周期只有18種元素。(10分)3 . A、B兩元素的原子僅差一個電子，然而 A的單質是原子序數(shù)最小的活潑金屬，B的單質卻是極不活潑的氣體。試說明：A的元素符號（1）A原子最外層電子的四個量子數(shù)，它們所處原子軌道的形狀,（2）B的元素符號。（3）A、B性質差別很大的根本原因。解：1 n=2, l=0, m=0, ms=+% 0球形Li （4 分）（2）He（6 分）（3）Li原子最外層只有一個電子。內層已充滿，He原子電子層結構為全充滿型，有特殊穩(wěn)定性。（10分）4 .（

17、1）寫出51號元素具有原子實的原子核外電子排布式；（2）畫出該元素原子最外層電子所處原子軌道角度分布示意圖（包括形狀、坐標）并寫明每一軌道中的電子數(shù)。解：（1）Kr4 d105s25p3 （2 分）（2）5s有2個電子（4分）5px有1個電子（6分）5Py有1個電子（8分）5Pz有1個電子（10分）5 .試從核外電子的填充規(guī)律說明：（1）原子的最外層電子數(shù)w 8;（2）原子的次外層電子數(shù)18;（3）原子的外數(shù)第三層電子數(shù)32。解：原子最外層電子數(shù)w 8,次外層電子數(shù)w 18,外數(shù)第三層電子數(shù)w 32,這是能級交錯的結果。從原子核外電子填充順序來說，是按著ns-（n-2）f-（n-1）d-np

18、的順序；（4 分）ns、np屬最外層，電子數(shù)w 8;（6分）（n-1）d屬次外層，次外層由（n-1）s、（n-1）p、（n-1）d亞層組成，所能容納的電子數(shù)w18;（8 分）外數(shù)第三層是由（n-2）s、（n-2）p、（n-2）d、（n-2）f亞層組成，電子數(shù)w 32。（10 分）6 .確定一個基態(tài)原子的電子排布應遵循哪些規(guī)則？下列電子排布式各違犯了哪一規(guī) 貝U?7N: 1s22s22Px22py1（2）28Ni ： 1s22s22p63s23p63d10（3）22Ti:1 s22s22p63s23p10解：應遵循的規(guī)則：能量最低原理，泡禾1J（Pauli）不相容原理，洪德（Hund）規(guī)則；（4分）(i)違反洪彳i規(guī)則；(6分)(2)違反能量最低原理；(8分)(3)違反泡利不相容原理。(10分)7 .某元素的陽離子 M 2+的3d軌道中有5個電子，試：(1)寫出M原子的核外電子排布式；(2)M原子的元素符號及其在周期表中的位置(周期、族) ；(3)M 2+的5個3d電子的運動狀態(tài)(用量子數(shù)表示)。(1)1s22s22p63s23p63d54s2 (2 分)(2)Mn ,第四周期，第口 B族(5分)(3) n=3 , l=2, m=0, ms=+g;n=3, l=2, m=1 , ms=+1;n=3 , l=2, m=-1