原子結構 習題解答.doc

第7章習題解答②

一、 是非題

1. 原子核外每一電子層最多可容納2/個電子，所以元素周期系第五周期有50 種元

素。.()

解：錯

2. 原子序數為37的元素，其原子中價電子的四個量子數應為5, 0, 0, +|

(或-專)。.()

解：對

3. 對多電子原子來說，其原子能級順序為E(ns)o .() 解：對

4. 鮑林(Pauling)能級圖表明了原子能級隨原子序數而發生的變化。.() 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(ls)所

以任何時候Is電子比2s電子靠近原子核。.()

解:錯

6. 對氫原子來說，其原子能級順序為ls<2s<2p<3s<3p<4s<3d。.( )

解：錯

7. 原子序數為33的元素，其原子核外M亞層的電子數是23。() 解:錯

& 某元素的原子處在基態時，3d亞層有2個電子，該元素的原子序數為22o . ()

解：對

二、 選擇題

1. 下列各種原子的核外電子排布中，屬于基態的是.()。

(A^shs^p (B)l?2/2j73?；

13

；

(C) l?2?2/3?4?； (D)l?2?2p3?3p

解：D

2. 39號元素令乙原子的電子排布應是()。

(A) 1 s2s2p3s3p3d4s4p4d5s

226261026l2

；

(B) 1 s2s2p3s3p3d4s4p5s5p ；

22626102621

(C) ls2s2p3s3p3d4s4p4^5s ；

2262610262

(D) 1 s-2s2p3s3p3d4s-4p5s5d

2626l062l

。

解：A

3. 下列電子排布式中，原子處于激發狀態的是()。

(A) l?2?2/； (B)l?2/2p3?；

(C)152?2/3?3/3J4? ； (D)l?2?2p3?3p3J4?o

25663

解：B

4. 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：C

5. 下列敘述中最符合Pauli(泡利)不相容原理的是.()o

3

66

4??

(A) 需用四個不同的量子數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；

(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：B

6. 對某原子中的各電子來說，其主量子數"W3,則原子處于基態時.( )。

(A)只有s電子； (B)只有s電子和p電子；

(C)只有p電子； (D)有sp和d電子。

解：B

7. 用量子數描述的下列亞層中，可以容納電子數最多的是.()。

(A)rz=2, 1=1 ； (B)n=3, 1=2 (C)n=4> Z=3； (D)n=5, 1=0

；

o

解：c

& 24Cr原子處于基態時，價層電子排布軌道圖可表示為.()。

(A)tnrn； (B)竹竹卩；

3〃4s3〃4s

(oiiiikt； (D)wi__u

3d4s3d4s

解：A

9. 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：D

10. 若將6C原子的電子排布寫成1 s2s2,它違背了()。

222

A

(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)規則。

解：D

11. 若將15P原子的電子排布式寫成l/252p3^3/?3p,它違背了.()。

26221

xy

(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)規則。

解：D

12. —基態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可能為.

()。

(A)& (B)18； (C)8~18； (D)18~32。

解：C

13. 原子序數為33的元素，其原子在71=4, 1=1, m=0的軌道中電子數為.()。

(A)l； (B)2； (C)3； (D)4?

解：A

14. 鈉原子的Is電子能量與氫原子的Is電子能量相比較，應是()。

o

、

(A)前者高；(B)相等；(C)前者低；(D)無法比較。

解：C

15. 原子最外層只有一個電子，它的次外層角量子數為2的亞層內電子全充滿，滿

足此條件的元素有()=

(A)l 種；(B)2 種；(C)3 種；(D)4 種。

解：C

16. 某元素原子僅有的2個價電子填充在“=4, /=0亞層上，則該元素的原子序數

為.()。

(A)14； (B)19； (C)20； (D)33o

解：C

17. 某元素原子的價電子構型為5丹6si,其原子序數是.( )。

(A)39； (B)47； (C)61； (D)79。

解：D

18. 基態Fe?+價層電子的排布是.()。

3d4s 3〃4s

(C)TlTie : To

3d4s 3d4s

解：A

19. 對基態原子來說，在主量子數“=2的電子層中，最多能容納8個電子，所根 據的

原理是.()o

(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)規則。

解：B

20. 原子序數從1-100的100種元素的原子中，具有Is電子的元素

有.( (A)100 種；(B)98 種；(C)96 種；(D)94 種。

解：A

21. 原子序數從1~100的100種元素的原子中，具有2p電子的元素有

( (A)100 種；(B)98 種;(C)96 種;(D)94 種。

解：C

22. 原子序數從1-100的100種元素的原子中，具有3d電子的元素

有.( (A)80 種；(B)70 種;(C)60 種；(D)50 種。

)

o

)

。

)

o

)

。

解：A

23.原子序數從1-100的100種元素的原子具有Ad電子的元素

(A)32 種;(B )42 種；(C)52 種；(D)62 種。

解：D

24. 第三周期元素的基態原子中，不可能出現d電子，主要依據是()。

(B)泡里(Pauli)不相容原理;

(A)能量守恒原理；

(C)洪特(Hund)規則; 解：D

(A)14； (B)16； (C)18； (D)20o

解：C

26. joCa原子的基態中，符合量子數加=0的電子數應是( )□

(D)能級交錯。

25. 38Sr原子的基態中，符合量子數加=0的電子數是.()o

(A)12； (B)4； (C)6； (D)8o

解：A

27. Sr原子的基態中，不符合量子數的電子數是?( )。

38

(A)14； (B)16； (C)18； (D)20o

解：D

2& 29CU原子在基態時，符合量子數加=0的電子數應是.()o

(A)12； (B)13； (C)14； (D)15o

解：B

29. Ag原子在基態時，符合量子數m=0的電子數應是.()。

47

(A)16； (B)17； (C)18； (D)19?

解：D

三、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，能級最高的3個電子的四個量子數分別為

________________ ______________ 、 ________________ ; 該元素符號為

、

解：2、2、1、+|, 2、2、0、+|, 2、2、-1、+|： No

3. 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

TI= ___ , I—

解：2； 1

0

4. 原子核外第一個出現5$電子的元素，其原子序數應為 __________ ,電子排布式

____________________ o

為 ____________________________________________

O

解：37； ls

2262610261

2s2p3s3p3d4s4p5s ,

＜

5. 19號元素基態原子的ds _______ dd； 24號元素基態原子的ds _______

6. 原子序數為42的元素，其原子核外電子排布為 __________________________ ；

Eo

3d

未成對電子數為 _________ ,有 _______ 個能級組，最高氧化值是 _________

解：ls

22626102651

2s2p3s3p3d4s4-p4d5s: 6； 5； 6。

7. 原子序數為47的元素，其原子核外電子排布為 __________________________ ,

價電子對應的主量子數n為 _______ ,角量子數I為 _________ ,磁量子數m為

解：ls

22626l026l0

2s2p3s3p3d4s4p4d5s^ 5； 0： 0。

& 原子序數為53的元素，其原子核外電子排布為 _________________________ ,未成

對電子數為 __________ ，有 ______ 個能級組，最高氧化值是 _______ 。

解：ls

2226106105

252/3s3p3J4?4p4J5?5p； 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 ____________________________________ o

解：4j

2452

4p； 5d6so

10. 原子序數為48的元素，其原子核外電子排布為 __________________________ ,

價電子對應的主量子數n為 _______ ,角量子數I為 _________ ,磁量子數m為

O

解：＜；＞=

解：l?2?2p

626102610

3s3p3J454^4J5?； 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為 _________ ；原子核外最先

開始填充7s亞層的元素的原子序數為 _________ =

解：31； 87 o

12. 某元素原子的最外層有2個電子，其主量子數”=4,在次外層2=2的原子軌道

中電子已完全充滿。則該元素的原子序數為 ____________ ,原子核外電子的排

布式為 _____________________________ =

解：30； ls

226610

2s2p3?3p3d4?o

13. 某元素原子的最外層有2個電子，其主量子數“=4,在次外層/=2的原子軌道

電子數為零。則該元素的原子序數為 _________ ,原子核外電子的排布式為

解：20； 1 s

226262

2s2p3s3p4s?

14. ____________________________________________ 主量子數”=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 _________________ , Af電子實際在第 ______

周期的 _______ 系元素的原子中出現。

解：32； 4s、4p4d4f六；鎮|。

、、；

四、解答題

1. 對某一多電子原子來說，

⑴下列原子軌道3s、3p> 3p. 3p., 3d. 3d. 3d. 3p、3 —中，哪些是等

xyxyxzyz

價(簡并)軌道？

(2)具有下列量子數的電子，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、-*； (C)2、0、0、+|；

(D)3、2、0、+|； (E)l、0、0、-|； (F)3、1、1、+寺。

解：

(1) 等價軌道為：3p*3p”、3pi

、

3如、3d*、3d”3d3d(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"的關系為2n

22

=2X4=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)

由于能級交錯,ns(”-l)d、("-2并、up為一能級組，

、

4$、3d切組成第四能級組，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的單質是原子序數最小的活潑金屬，B 的單

質卻是極不活潑的氣體。試說明：

⑴A原子最外層電子的四個量子數，它們所處原子軌道的形狀，A的元素符號。

(2) B的元素符號。

(3) A、B性質差別很大的根本原因。

解：

(1) "=2, 1=0, m=0, m=+i^；

s

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，有特殊穩定性。(10分)

4. (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。

解：

(l) [Kr]4d5s5p (2 分)

⑵5s

1023

有2個電子(4分)

有1個電子(6

5Pz

有1個電子(8分)

5. 試從核外電子的填充規律說明：

⑴原子的最外層電子數W&

(2) 原子的次外層電子數W18；

(3) 原子的外數第三層電子數W32。

解：

原子最外層電子數W8,次外層電子數＜18,外數第三層電子數＜32,這是能級交 錯的結

果。從原了核外電了填充順序來說，是按著

(n-l)d-^np 的順序； (4 分)

ns砂屬最外層，電了數W8； (6分)

、

(n-l)d屬次外層，次外層山(n-l)p、(”-l)d亞層組成，所能容納的電子數W 1& (8 分)

外數第三層是山(”-2)$、(n-2)p(n-2)d、("-2)/■亞層組成，電子數W32。

、

(10 分)

6. 確定一個基態原子的電子排布應遵循哪些規則？下列電子排布式各違犯了哪一規 則？

⑴ 7N：

(2) Ni： ls2s2p3s3pV

(3) Ti:ls2s2p3s3p

2262

28

226210

22

解：應遵循的規則：能量最低原理，泡利(Pauli)不相容原理，洪德(Hund)規則；

(4分)

(1) 違反洪德規則； (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?+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)；

⑶M2+的5個3d電子的運動狀態(用量子數表示)。

解：

(l)ls2s2p3s3p3d4s (2 分)

2262652

第

(2)M

四周期，第V1IB族(5分)

n,

(3 )

1=

m=0,

n=3,

2,

"?s=+*

1=

m=l,

2,

"?s=+*

1=

2,

n—3, 1=2, m—-2, "4=+*。(10 分)

設有一新元素，其原子核內有115個質子。

(1) 寫出該元素原子核外電子排布式；

(2) 該元素與何元素在化學性質上最相似；

(3) 寫出其原子最外層每個電子相應的量子數。

解：

(1) ls2s3s2p3s3p3d4s4p4d'4-f5s5p5d5f6s6p6d'7slp(4分)

222(,2(,l0260426i042(,023

⑵鈕(Bi) (6分)

(3) 7?： 7、0, 0、+|

7/?： 7, 1、0、+4

7、1、1、+|

7、1、-1、+| （10 分）