思考题1. “原子” 为什么不像过去那样定义为组成的基本粒子 ?2. 量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系 ?3. 波函数与原子轨道有何关系 ? 与电子云有何关系 ?4. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的 ?解 :用四个量子数 :主量子数 --------描述原子轨道的能级副量子数 ------ 描述原子轨道的形状角量子数 -------描述原子轨道的伸张方向自旋量子数 ---------描述电子的自旋方向 .5. 下列各组量子数哪些是不合理的 ? 为什么 ?n l m(1 2 1 0(2 2 2 -1(3 3 0 +1解:(2 , (3不合理。

当 n=2时, l 只能是 0, 1,而(2中的 l =2,当 l =0时, m 只能是 0,而(3中的 m 却为 +16. 为什么任何原子的最外层最多只能有 8个电子 , 次外层最多只能有 18个电子 ?7. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数 (2n2?因为存在能级交错现象8. 量子数 n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的 ? 该类原子轨道的形状如何 ? 有几种空间取向 ? 共有几个轨道 ? 可容纳多少个电子 ?9. 在下列各组电子分布中哪种属于原子的基态 ? 哪种属于原子的激发态 ? 哪种纯属错误 ?(1 1s22s 1 (21s22s 22d 1(31s22s 22p 43s 1 (41s22s 42p 2 (1属于原子的基态; (3属于原子的激发态; (2 , (4纯属错误。

10.(1 试写出 s 区 ,p 区 ,d 区及 ds 区元素的价层电子构型 .(2 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区 ? 它们各是金属还是非金属 ?ns 2 ns 2np 5 (n-1d2ns 2 (n-1d10ns 2解:(1 所在区价层电子构型s ns 1-2p ns 2np 1-6d (n-1d1-10ns 1-2ds (n-1d10ns 1-2(2 价层电子构型 ns 2 ns 2np 5 (n-1d2ns 2 (n-1d10ns 2所在区 s p d ds金属或非金属金属非金属金属金属11. 已知某副元素的 A 原子 , 电子最后填入 3d, 最高氧化数为 +4,元素 B 的原子 , 电子最后填入 4p, 最高氧化数为 +5.回答下列问题 : (1 写出 A,B 元素原子的电子分布式 ;(2 根据电子分布 , 指出它们周期表中的位置 (周期 , 区 , 族 . 解:(1 A :1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2B: 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 (2 A: 四周期, d 区, IVB 族元素 B :四周期, p 区, VA 族元素12. 不参看周期表 , 试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性值 ?(1 19和 29号元素原子 (2 37和 55号元素原子(3 37和 38号元素原子解:(1 电子分布式周期族 19 [Ar]4s1 四 IA29 [Ar]3d104s 1四 IB故 29号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性; (2 电子分布式周期族 37 [Kr]5s1 五 IA 55 [Xe]6s1 六 IA故 37号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性 (3 电子分布式周期族 37 [Kr]5s1 五 IA38 [Kr]5s2 五 IIA故 38号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性。

第五章原子结构与元素周期性 -习题解1. 在下列各组量子数中,恰当填入尚缺的量子数。

(1 n =? l=2 m =0 m s = +1/2 (2 n =2 l=? m =-1 m s =-1/2 (3 n =4 l=2 m =0 m s = ? (4 n =2 l=0 m =? m s = +1/2 解 :11(13 (21 (3 (4022s n l m m ≥==+-=正整 ; ; 或2. 在 26Fe 原子核外的 3d , 4s 轨道内,下列电子分布哪个正确 ? 哪个错误 ? 为什么 ?(1 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ___(2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ______(3 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ______↑↓(4 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓(5 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ______↑↓答:(1 不符合能量最低原理; (2 不符合能量最低原理和洪特规则; (3 不符合洪特规则; (4 不符合泡利不相容原理; (5 正确。

3.(1 下列轨道中哪些是等价轨道 ?2s 3s 3px 4px 2px 2py 2pz(2 量子数 n = 4的电子层有几个亚层 ? 各亚层有几个轨道 ? 第四电子层最多能容纳多少个电子 ?答:(1 2px 2py 2pz 为等价轨道;(2 第四电子层共有四个亚层,最多能容纳 32个电子,即 : 4s2 4p6 4d10 4f144. 以 (1为例,完成下列 (2至 (6题。

(1 Na(z=11 1s22s22p63s1(2 ______________ 1s22s22p63s23p3.(3 Ca(z=20 _______________(4 ________(z=24 [?]3d54s1(5 ________ [Ar]3d104s1(6 Kr(z=36 [?]3d? 4s? 4p?答 : (2 P(z=15 ; (3 1s22s22p63s23p64s2 ; (4 Cr, [Ar]3d54s1 ; (5 Cu; (6 [Ar]3d104s2 4p6.5. 试预测:(1 114号元素原子的电子分布,并指出它将属于哪个周期、哪个族?可能与哪个已知元素的最为相似?(2 第七周期最后一种元素的原子序数是多少 ?答 (11s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 104f 145s 25p 65d 105f 146s 26p 66d 107s 27p 2或 [Rn] 5f146d 107s 27p 2; 属于第七周期、Ⅳ A 族元素,与 Pb 的性质最为相似。

(2第七周期最后一个元素原子的电子排布式为:[Rn] 5f146d 107s 27p 6;其原子序数为 118。

6. 写出下列离子的电子分布式。

S 2-K +Pb 2+Ag+ Mn2+ Co 2+答:S2- :1s 22s 22p63s 23p 6K + : 1s22s 22p 63s 23p 6Pb 2+: [Xe] 4f 145d 106s 2 Ag + : [Kr] 4d 10Mn 2+ :1s 22s 22p 63s 23p 63d 5 Co 2+:1s 22s 22p 63s 23p 63d 79. 有第四周期的 A , B , C 三种元素, 其价电子数依次为 1, 2, 7, 其原子序数按A , D , C 顺序增大。

巳知 A ,B 次外层电子数为 8,而C 的次外层电子数为 18,根据结构判断: (1 哪些是金属元素?(2 C与 A 的简单离子是什么 ?(3 哪一元素的氢氧化物碱性最强 ?(4 B与 C 两元素键间能形成何种化合物 ? 试写出化学式。

答:(1 :A 、 B ; (2 :C-、 A+ ; (3 : A; (4 : 离子型化合物 BC2 。

10. 元素原子的最外层仅有一个电子,该电子的量子数是, n = 4, l=0, m =o, ms = +1/2, 问:(1 符合上述条件的元素可以有几种 ? 原子序数各为多少‘(2 写出相应元素原子的电子分布式,并指出在周期表中的位置。

答:(1 :有三种,原子序数分别为 19、 24、 29;19:1s22s22p63s23p64s1 ;第四周期、Ⅰ A 族、 s 区;24:1s22s22p63s23p63d54s1 ;第四周期、Ⅵ B 族、 d 区;29:1s22s22p63s23p63d104s1 ; 第四周期、Ⅰ B 族、 ds 区;11. 设有元素 A 、 B , C , D , E 、 G 、 M ,试按下列所给的条件,推断它们的元素符号及在周期表中的位置 (周期、族 ,并写出它们的价层电子构型。

(1 A、 B , C 为同一周期的金属元素,巳知 C 有三个电子层,它们的原子半径在所属周期中为最大,并且 A > B > C;(2 D , E 为非金属元素,与氢化合生成 HD 和 HE ,在室温时 D 的单质为液体, E 的单质为固体;(3 G是所有元素中电负性最大的元素;(4 M为金属元素,它有四个电子层,它的最高氧化数与氯的最高氧化数相同。

答:12. 有 A 、 B 、 C 、 D 四种元素,其价电子数依次为 1, 2, 6, 7,其电子层数依次减少。

已知 D 的电子层结构与 Ar 原子相同, A 和 B 次外层各只有 8个电子, C 次外层有 18个电子。

试判断这四种元素。

(1 原子半径由小到大的顺序; (2 第一电离能由小到大的顺序; (3 电负性由小到大的顺序; (4 金属性由弱到强的顺序; (5 分别写出各元素原子最外层的 l=0的电子的量子数。

答:元素代号电子分布式周期族元素符号 D C B A 1s22s22p63s23p5 [Ar] 3d104s24p4 [Kr] 5s2 [Xe] 6s1 三四五六ⅦA ⅥA ⅡA ⅠA Cl Se Sr Cs A (1 原子半径：(2 第一电离能： (3 电负性： (4 金属性：大小小强 B C 小大大弱 D。