原子结构习题解答②

第7章习题解答②

一、是非题

1. 原子核外每一电子层最多可容纳2n

2

个电子，所以元素周期系第五周期有50

种元素。.（）

解：错

2.

原子序数为37的元素，其原子中价电子的四个量子数应为5，0，0，+

1

2

（或-）。.（ ）

1

2

解：对

3. 对多电子原子来说，其原子能级顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。.（ ）

解：对

4. 鲍林(Pauling)能级图表明了原子能级随原子序数而发生的变化。.（ ）

解：错

5. 电子在原子核外运动的能级越高，它与原子核的距离就越远。因为

E(1s)<E(2s)，所以任何时候1s电子比2s电子靠近原子核。.（ ）

解：错

6. 对氢原子来说，其原子能级顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d。.（ ）

解：错

7. 原子序数为33的元素，其原子核外M亚层的电子数是23。（ ）

解：错

8. 某元素的原子处在基态时，3d亚层有2个电子，该元素的原子序数为22。.

（ ）

解：对

二、选择题

1. 下列各种原子的核外电子排布中，属于基态的是.（ ）。

(A)1s2s2p2s2p3s

2112231

； (B)1s；

(C)1s2s2p3s4s2s2p3s3p4s

22611226261

； (D)1s。

解：D

2. 39号元素钇原子的电子排布应是（）。

(A)1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s

22626102612

；

(B)1s2s2p3s3p3d4s4p5s5p

22626102621

；

(C)1s2s2p3s3p3d4s4p4f5s

22626102612

；

(D)1s2s2p3s3p3d4s4p5s5d

22626102621

。

解：A

3. 下列电子排布式中，原子处于激发状态的是（ ）。

(A)1s2s2p2s2p3s

2262231

； (B)1s；

(C)1s2s2p3s3p3d4s2s2p3s3p3d4s

22626512262632

； (D)1s。

解：B

4. 下列叙述中正确的是（ ）。

(A)在一个多电子原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子；

(B)在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子；

(C)在一个多电子原子中，M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高；

1

(D)某一多电子原子的3p亚层上仅有两个电子，它们必然自旋相反。

解：C

5. 下列叙述中最符合Pauli(泡利)不相容原理的是.（ ）。

(A)需用四个不同的量子数来描述原子中的每一个电子；

(B)在原子中，不能有两个电子具有一组相同的量子数；

(C)充满一个电子层需要8个电子；

(D)电子之间存在着斥力。

解：B

6. 对某原子中的各电子来说，其主量子数n≤3，则原子处于基态时.（ ）。

(A)只有s电子； (B)只有s电子和p电子；

(C)只有p电子； (D)有s、p和d电子。

解：B

7. 用量子数描述的下列亚层中，可以容纳电子数最多的是.（）。

(A)n=2，l=1；(B)n=3，l=2；(C)n=4，l=3；(D)n=5，l=0。

解：C

8. Cr原子处于基态时，价层电子排布轨道图可表示为.（ ）。

24

(A)； (B)_；

(D)___。 (C)_；

3d4s3d4s

3d4s3d4s

解：A

9. 为估计原子核外某一电子受到的屏蔽效应，需考虑对该电子排斥作用的是.（

）。

(A)仅是位于该电子内层的电子；

(B)位于该电子外层的电子；

(C)仅是位于该电子同层的电子；

(D)位于该电子的内层和同层的电子。

解：D

10. 若将C原子的电子排布写成1s2s2p

6x

，它违背了（ ）。

(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(洪德)规则。

解：D

222

11. 若将P原子的电子排布式写成1s2s2p3s3p3p

15xy

226221

，它违背了.（ ）。

(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(洪德)规则。

解：D

12. 一基态原子的第五电子层只有2个电子，则该原子的第四电子层电子数可能为.

（ ）。

(A)8；(B)18；(C)8~18；(D)18~32。

解：C

13. 原子序数为33的元素，其原子在n=4，l=1，m=0的轨道中电子数为.（ ）。

(A)1；(B)2；(C)3；(D)4。

解：A

14. 钠原子的1s电子能量与氢原子的1s电子能量相比较，应是（ ）。

2

(A)前者高；(B)相等；(C)前者低；(D)无法比较。

解：C

15. 原子最外层只有一个电子，它的次外层角量子数为2的亚层内电子全充满，满

足此条件的元素有（ ）。

(A)1种；(B)2种；(C)3种；(D)4种。

解：C

16. 某元素原子仅有的2个价电子填充在n=4，l=0亚层上，则该元素的原子序数

为.（ ）。

(A)14；(B)19；(C)20；(D)33。

解：C

17. 某元素原子的价电子构型为5d6s

，其原子序数是.（ ）。

(A)39；(B)47；(C)61；(D)79。

解：D

18. 基态Fe

2+

价层电子的排布是.（ ）。

(A)_； (B)；

3d4s 3d4s

(C)___； (D)__。

3d4s 3d4s

解：A

101

19. 对基态原子来说，在主量子数n=2的电子层中，最多能容纳8个电子，所根

据的原理是.（ ）。

(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)规则。

解：B

20. 原子序数从1~100的100种元素的原子中，具有1s电子的元素有.（ ）。

(A)100种；(B)98种；(C)96种；(D)94种。

解：A

21. 原子序数从1~100的100种元素的原子中，具有2p电子的元素有（ ）。

(A)100种；(B)98种；(C)96种；(D)94种。

解：C

22. 原子序数从1~100的100种元素的原子中，具有3d电子的元素有.（ ）。

(A)80种；(B)70种；(C)60种；(D)50种。

解：A

23. 原子序数从1~100的100种元素的原子中，具有4d电子的元素有（ ）。

(A)32种；(B)42种；(C)52种；(D)62种。

解：D

24. 第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，主要依据是（ ）。

(A)能量守恒原理； (B)泡里(Pauli)不相容原理；

(C)洪特(Hund)规则； (D)能级交错。

解：D

25. Sr原子的基态中，符合量子数m=0的电子数是.（ ）。

38

(A)14；(B)16；(C)18；(D)20。

解：C

26. Ca原子的基态中，符合量子数m=0的电子数应是（ ）。

20

3

(A)12；(B)4；(C)6；(D)8。

解：A

27. Sr原子的基态中，不符合量子数m=0的电子数是.（ ）。

38

(A)14；(B)16；(C)18；(D)20。

解：D

28. Cu原子在基态时，符合量子数m=0的电子数应是.（ ）。

29

(A)12；(B)13；(C)14；(D)15。

解：B

29. Ag原子在基态时，符合量子数m=0的电子数应是.（ ）。

47

(A)16；(B)17；(C)18；(D)19。

解：D

三、填空

1. 表示多电子原子的轨道能级高低顺序的图叫做_______________，它是由

__________实验事实总结出来的。

解：近似能级图；光谱。

2. 某元素的原子核外共有7个电子，能级最高的3个电子的四个量子数分别为

________________、________________、________________；该元素符号为

________。

解：2、2、1、+

111

，2、2、0、+，2、2、-1、+；N。

222

3. 某元素的原子核外共有5个电子，其中对应于能级最高的电子的量子数

n=______，l=________。

解：2；1。

4. 原子核外第一个出现5s电子的元素，其原子序数应为________，电子排布式

为___________________________________________。

解：37；1s。

2262610261

2s2p3s3p3d4s4p5s

5. 19号元素基态原子的E______E______E

4s3d4s3d

；24号元素基态原子的E。

解：<；>。

6. 原子序数为42的元素，其原子核外电子排布为_________________________；

未成对电子数为__________，有______个能级组，最高氧化值是________。

解：1s；6；5；6。

2s2p3s3p3d4s4p4d5s

7. 原子序数为47的元素，其原子核外电子排布为________________________，

价电子对应的主量子数n为______，角量子数l为______，磁量子数m为

________。

解：1s；5；0；0。

226261026101

2s2p3s3p3d4s4p4d5s

8. 原子序数为53的元素，其原子核外电子排布为_____________________，未成

对电子数为__________，有______个能级组，最高氧化值是________。

解：1s；1；5；7。

2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p

9. 第34号元素的原子价层电子构型为___________________________________；

第75号元素的原子价层电子构型为___________________________________。

解：4s；5d。

4p6s

10. 原子序数为48的元素，其原子核外电子排布为________________________，

价电子对应的主量子数n为______，角量子数l为______，磁量子数m为

________。

4

2452

2262610261025

22626102651

解：1s；5；0；0。

226261026102

2s2p3s3p3d4s4p4d5s

11. 原子核外最先开始填充4p亚层的元素的原子序数为________；原子核外最先

开始填充7s亚层的元素的原子序数为________。

解：31；87。

12. 某元素原子的最外层有2个电子，其主量子数n=4，在次外层l=2的原子轨道

中电子已完全充满。则该元素的原子序数为____________，原子核外电子的排

布式为____________________________。

解：30；1s。

22626102

2s2p3s3p3d4s

13. 某元素原子的最外层有2个电子，其主量子数n=4，在次外层l=2的原子轨道

电子数为零。则该元素的原子序数为______，原子核外电子的排布式为

________________________。

解：20；1s。

226262

2s2p3s3p4s

14. 主量子数n=4的电子层中电子的最大容量为________。如果没有能级交错，

该层各轨道能级由低到高的顺序为________________，4f电子实际在第______

周期的________系元素的原子中出现。

解：32；4s、4p、4d、4f；六；镧。

四、解答题

1. 对某一多电子原子来说,

(1)下列原子轨道3s、3p

xyzxyxzyz

、3p、3p、3d、3d、3d、3

1

、3中，哪些是等

5

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、+

111

；(B)4、3、2、-；(C)2、0、0、+；

222

222

5

2

(D)3、2、0、+

111

；(E)1、0、0、-；(F)3、1、1、+。

解：

(1)等价轨道为：3p

xyz

、3p、3p

3d

xyxzyz

、3d、3d、3

d

z

2

、3

d

xy

22



（5分）

(2)能量顺序：

(E)<(C)<(F)<(A)=(D)<(B)。 （10分）

2. 原子的第四电子层最多可容纳多少个电子？周期系第四周期中包含多少种元素？二

者是否相同？为什么？

解：原子的第四电子层最多可容纳32个电子，这可按电子层

最大电子容量与主量子数n的关系为2n

22

=2×4=32得出。（2分）

周期系第四周期包含18种元素。（4分）

由上所述二者不相同。（6分）

由于能级交错，ns、(n-1)d、(n-2)f、np为一能级组，

4s、3d、4p组成第四能级组，共9个轨道，可容纳18个电子，所以第四周期只有

18种元素。 （10分）

3. A、B两元素的原子仅差一个电子，然而A的单质是原子序数最小的活泼金属，B

的单质却是极不活泼的气体。试说明：

5

(1)A原子最外层电子的四个量子数，它们所处原子轨道的形状，A的元素符号。

(2)B的元素符号。

(3)A、B性质差别很大的根本原因。

解：

(1)n=2，l=0，m=0，m=+

s

lg

1

010.

；

球形

Li （4分）

(2)He （6分）

(3)Li原子最外层只有一个电子。内层已充满，

He原子电子层结构为全充满型，有特殊稳定性。（10分）

4. (1)写出51号元素具有原子实的原子核外电子排布式；

(2)画出该元素原子最外层电子所处原子轨道角度分布示意图（包括形状、坐标），

并写明每一轨道中的电子数。

解：

(1)[Kr]4d5s5p

1023

（2分）

(2)5s

有2个电子（4分）

5

p

x

有1个电子（6分）

5

p

y

有1个电子（8分）

5

p

z

6

有1个电子（10分）

5. 试从核外电子的填充规律说明：

(1)原子的最外层电子数≤8；

(2)原子的次外层电子数≤18；

(3)原子的外数第三层电子数≤32。

解：

原子最外层电子数≤8，次外层电子数≤18，外数第三层电子数≤32，这是能级交

错的结果。从原子核外电子填充顺序来说，是按着ns→(n-2)f→

(n-1)d→np的顺序； （4分）

ns、np属最外层，电子数≤8； （6分）

(n-1)d属次外层，次外层由(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d亚层组成，所能容纳的电子数≤

18； （8分）

外数第三层是由(n-2)s、(n-2)p、(n-2)d、(n-2)f亚层组成，电子数≤32。

（10分）

6. 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)N：1s2s2p2p

7xy

2221

(2)Ni：1s2s2p3s3p3d

28

2262610

(3)Ti:1s2s2p3s3p

22

226210

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；

（4分）

(1)违反洪德规则; （6分）

(2)违反能量最低原理; （8分）

(3)违反泡利不相容原理。 （10分）

7. 某元素的阳离子M

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）；

2+

(3)M

的5个3d电子的运动状态（用量子数表示）。

解：

(1)1s2s2p3s3p3d4s

2262652

（2分）

(2)Mn，第四周期，第ⅦB族（5分）

(3)n=3，l=2，m=0，m=+

s

1

；

2

2+

7

n=3，l=2，m=1，m=+

s

1

；

2

n=3，l=2，m=-1，m=+

s

1

；

2

n=3，l=2，m=2，m=+

s

1

；

2

n=3，l=2，m=-2，m=+

s

1

2

。（10分）

设有一新元素，其原子核内有115个质子。 8.

(1)写出该元素原子核外电子排布式；

(2)该元素与何元素在化学性质上最相似；

(3)写出其原子最外层每个电子相应的量子数。

解：

(1)1s2s3s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p

22262610261014261014261023

（4分）

(2)铋(Bi)（6分）

(3)7s

2

：7、0、0、±

1

2

7

p

3

：7、1、0、+

1

2

7、1、1、+

1

2

7、1、-1、+

1

2

（10分）

8