原子结构 习题解答.doc

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, +|

(或-专)。.()

解：对

3. 对多电子原子来说，其原子能级顺序为E(ns)o .() 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(ls)所

以任何时候Is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ls<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

& 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22o . ()

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^shs^p (B)l?2/2j73?；

13

；

(C) l?2?2/3?4?； (D)l?2?2p3?3p

解：D

2. 39号元素令乙原子的电子排布应是()。

(A) 1 s2s2p3s3p3d4s4p4d5s

226261026l2

；

(B) 1 s2s2p3s3p3d4s4p5s5p ；

22626102621

(C) ls2s2p3s3p3d4s4p4^5s ；

2262610262

(D) 1 s-2s2p3s3p3d4s-4p5s5d

2626l062l

。

解：A

3. 下列电子排布式中，原子处于激发状态的是()。

(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；

(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.()o

3

66

4?„

(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"W3,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sp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)rz=2, 1=1 ； (B)n=3, 1=2 (C)n=4> Z=3； (D)n=5, 1=0

；

o

解：c

& 24Cr原子处于基态时，价层电子排布轨道图可表示为.()。

(A)tnrn； (B)竹竹卩；

3〃4s3〃4s

(oiiiikt； (D)wi__u

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6C原子的电子排布写成1 s2s2,它违背了()。

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)规则。

解：D

11. 若将15P原子的电子排布式写成l/252p3^3/?3p,它违背了.()。

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)规则。

解：D

12. —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)& (B)18； (C)8~18； (D)18~32。

解：C

13. 原子序数为33的元素，其原子在71=4, 1=1, m=0的轨道中电子数为.()。

(A)l； (B)2； (C)3； (D)4„

解：A

14. 钠原子的Is电子能量与氢原子的Is电子能量相比较，应是()。

o

、

(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)l 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“=4, /=0亚层上，则该元素的原子序数

为.()。

(A)14； (B)19； (C)20； (D)33o

解：C

17. 某元素原子的价电子构型为5丹6si,其原子序数是.( )。

(A)39； (B)47； (C)61； (D)79。

解：D

18. 基态Fe?+价层电子的排布是.()。

3d4s 3〃4s

(C)TlTie : To

3d4s 3d4s

解：A

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

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)规则。

解：B

20. 原子序数从1-100的100种元素的原子中，具有Is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。

)

o

)

。

)

o

)

。

解：A

23.原子序数从1-100的100种元素的原子具有Ad电子的元素

(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()。

(B)泡里(Pauli)不相容原理;

(A)能量守恒原理；

(C)洪特(Hund)规则; 解：D

(A)14； (B)16； (C)18； (D)20o

解：C

26. joCa原子的基态中，符合量子数加=0的电子数应是( )□

(D)能级交错。

25. 38Sr原子的基态中，符合量子数加=0的电子数是.()o

(A)12； (B)4； (C)6； (D)8o

解：A

27. Sr原子的基态中，不符合量子数的电子数是•( )。

38

(A)14； (B)16； (C)18； (D)20o

解：D

2& 29CU原子在基态时，符合量子数加=0的电子数应是.()o

(A)12； (B)13； (C)14； (D)15o

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、+|, 2、2、0、+|, 2、2、-1、+|： No

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

TI= ___ , I—

解：2； 1

0

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

____________________ o

为 ____________________________________________

O

解：37； ls

2262610261

2s2p3s3p3d4s4p5s ,

＜

5. 19号元素基态原子的ds _______ dd； 24号元素基态原子的ds _______

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

Eo

3d

未成对电子数为 _________ ,有 _______ 个能级组，最高氧化值是 _________

解：ls

22626102651

2s2p3s3p3d4s4-p4d5s: 6； 5； 6。

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I为 _________ ,磁量子数m为

解：ls

22626l026l0

2s2p3s3p3d4s4p4d5s^ 5； 0： 0。

& 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：ls

2226106105

252/3s3p3J4?4p4J5?5p； 1； 5； 7-

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 ____________________________________ o

解：4j

2452

4p； 5d6so

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I为 _________ ,磁量子数m为

O

解：＜；＞=

解：l?2?2p

626102610

3s3p3J454^4J5?； 5； 0； 0。

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 o

12. 某元素原子的最外层有2个电子，其主量子数”=4,在次外层2=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； ls

226610

2s2p3?3p3d4?o

13. 某元素原子的最外层有2个电子，其主量子数“=4,在次外层/=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； 1 s

226262

2s2p3s3p4s»

14. ____________________________________________ 主量子数”=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 _________________ , Af电子实际在第 ______

周期的 _______ 系元素的原子中出现。

解：32； 4s、4p4d4f六；镇|。

、、；

四、解答题

1. 对某一多电子原子来说，

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

xyxyxzyz

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、+|； (B)4、3、2、-*； (C)2、0、0、+|；

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

解：

(1) 等价轨道为：3p*3p”、3pi

、

3如、3d*、3d”3d3d(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"的关系为2n

22

=2X4=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(”-l)d、("-2并、up为一能级组，

、

4$、3d切组成第四能级组，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：

⑴A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) "=2, 1=0, m=0, m=+i^；

s

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：

(l) [Kr]4d5s5p (2 分)

⑵5s

1023

有2个电子(4分)

有1个电子(6

5Pz

有1个电子(8分)

5. 试从核外电子的填充规律说明：

⑴原子的最外层电子数W&

(2) 原子的次外层电子数W18；

(3) 原子的外数第三层电子数W32。

解：

原子最外层电子数W8,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。从原了核外电了填充顺序来说，是按着

(n-l)d-^np 的顺序； (4 分)

ns砂属最外层，电了数W8； (6分)

、

(n-l)d属次外层，次外层山(n-l)p、(”-l)d亚层组成，所能容纳的电子数W 1& (8 分)

外数第三层是山(”-2)$、(n-2)p(n-2)d、("-2)/■亚层组成，电子数W32。

、

(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？

⑴ 7N：

(2) Ni： ls2s2p3s3pV

(3) Ti:ls2s2p3s3p

2262

28

226210

22

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)；

⑶M2+的5个3d电子的运动状态(用量子数表示)。

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)

设有一新元素，其原子核内有115个质子。

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

222(,2(,l0260426i042(,023

⑵钮(Bi) (6分)

(3) 7?： 7、0, 0、+|

7/?： 7, 1、0、+4

7、1、1、+|

7、1、-1、+| （10 分）