第五章 原子结构和元素周期表本章总目标：1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。

3：掌握各类元素电子构型的特征4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。

各小节目标：第一节：近代原子结构理论的确立学会讨论氢原子的玻尔行星模型。

213.6E eV n =第二节：微观粒子运动的特殊性1：掌握微观粒子具有波粒二象性（）。

h h P mvλ==2：学习运用不确定原理（）。

2h x P mπ∆∙∆≥第三节：核外电子运动状态的描述1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。

2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。

3：掌握核外电子可能状态数的推算。

第四节：核外电子的排布1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。

2;掌握核外电子排布的三个原则：能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低○1的院子轨道。

Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是○2在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。

Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方○3式分别占据不同的轨道。

3:学会利用电子排布的三原则进行第五节：元素周期表认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。

第六节：元素基本性质的周期性掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化○11：原子半径——从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引○2力也增加，使原子半径逐渐减小；随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力也增强，使得原子半径增加。

但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。

2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。

3：电子亲和能——在同一周期中，从左至右电子亲和能基本呈增加趋势，同主族，从上到下电子亲和能呈减小的趋势。

4：电负性——在同一周期中，从左至右随着元素的非金属性逐渐增强而电负性增强，在同一主族中从上至下随着元素的金属性依次增强而电负性递减。

习题一选择题1.3d电子的径向函数分布图有（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.1个峰B.2个峰C. 3个峰D. 4个峰2.波函数一定，则原子核外电子在空间的运动状态就确定，但仍不能确定的是（）A.电子的能量B.电子在空间各处出现的几率密度C.电子距原子核的平均距离D.电子的运动轨迹3.在下列轨道上的电子，在xy平面上的电子云密度为零的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A .3sB .3p xC . 3p zD .3d z24.下列各组量子数中，合理的一组是（）A .n=3，l=1，m l=+1，m s= +1/2B .n=4，l=5，m l= -1，m s= +1/2C .n=3，l=3，m l=+1，m s= -1/2D .n=4，l=2，m l=+3，m s= -1/25.第四周期元素原子中未成对电子数最多可达（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.4B. 5 C .6 D.76.下列电子的量子数（n，l，m和m s）不合理的是（）A .3，0，0，+1/2B .3，0，0，-1/2C .3，1，0，-1/2D .3，3，0，+1/27.对3d电子来说，下列各组量子数中不正确的是（）A. 3，2，2，+1/2B. 3，2，1，-1/2C. 3，2，0，+1/2D. 3，1，1，+1/28.主量子数n=4能层的亚层数是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 3B. 4C. 5D. 69.电子的钻穿本领及其受其它电子屏蔽效应之间的关系（）A.本领越大，效应越小B.本领越大，效应越大C.两者无关系D.以上都不对10.Pb2+离子的价电子层结构是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.6s26p2B.5s25p2C.6s2D.5s25p65d106s211.在多电子原子中，下列电子具有如下量子数，其中能量最高的电子是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 2，1，0，-1/2B. 2，1，1，-1/2C. 3，1，1，+1/2D.3，2，-2，-1/212.当基态原子的第五电子层只有2个电子时，则原子的第四电子层的电子数为（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A .8 B. 18 C .8~18 D. 8~3213.下列离子中的电子构型可以用[A1]3d6表示的是（）A.Mn2+B.Fe3+ C .Co3+ D .Ni2+14.下列元素原子半径的排列顺序正确的是（）A. Mg＞B＞Si＞ArB. Ar＞Mg＞Si＞BC. Si＞Mg＞B ＞ArD. B ＞Mg＞Ar ＞Si15.下列元素中，原子半径最接近的一组（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. Ne 、Ar、Kr、XeB. Mg 、Ca、Sr、BaC. B、C、N、OD. Cr、Mn、Fe、Co16.镧系收缩是下列各对元素中性质最相似的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A .Zr和Hf B.Ru和RhC .Mn和Tc D.Nd和Ta17.已知某元素原子的价电子层结构为3d54s2，则该元素在周期表中位置为（）A.第四周期第ⅡA族B.第四周期第ⅡB族C.第四周期第VⅡA族D.第四周期第VⅡB族18.在下列元素中，电负性大小顺序正确的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A. F＞N＞OB. O＞Cl＞OC. A S＞P＞HD. Cl＞S＞A S19.第二电离能最大的原子应该具有的电子构型是（）A.1s22s22p5B.1s22s22p6C.1s22s22p63p1D.1s22s22p63s220.下列各组元素的第一电离能按递增的顺序正确的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.Na Mg AlB. B C NC.Si P AsD.He Ne Ar21.下列元素中第一电子亲和能最大的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.OB. FC.SD.Cl22.下列元素基态原子的第三电离能最大的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.CB. BC.BeD.Li23.某元素基态原子失去三个电子后，角量字数为2的轨道半充满，其原子序数为（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.24B. 25C.26D.2724.下列元素中，书镧系元素的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.TaB. TiC.TlD.Tm25.下列元素中属于放射性元素的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版)A.TaB. TbC.TcD.Tm二填空题1.4P亚层中轨道的主量子数为，角量子数为，该亚层的轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。

(《无机化学例题与习题》吉大版)2.波函数是描述 数学函数式，它和 是同义词，的物理ϕ2ϕ意义是 ，电子云是 形象化表示。

3. 周期表中最活泼的金属为 ，最活泼的非金属为 ，原子序数最小的放射性元素为第 周期元素，其元素符号为 。

(《无机化学例题与习题》吉大版)4.质量数是56，中子数是30的基态原子电子构型 ；质量数为209，中子数为126的基态原子电子构型。

5.第四周期元素中4P 轨道半充满的是 ，3d 轨道半充满的是 ， 4s 轨道半充满的是 ，价电层s 电子数与d 电子数相同的是 。

(《无机化学例题与习题》吉大版)6.原子序数为24的原子，其价电子结构是。

7.元素的性质随着 的递增而呈现周期性的变化，这是原子的 变化的反映，第四、六周期分别是 能级组和 能级组。

8.在各类原子轨道中， 轨道的钻穿能力最强，由此引起的后果是。

(《无机化学例题与习题》吉大版)9.第33号元素原子的核外电子排布为 ，基态时最外层各电子的量子数为：n= ；l= ；ｍ= ；m s ＝ 该元素最高氧化态为 ，在周期表中属 区元素，它的低价氧化物的化学式为 ，俗称 。

10.镧系元素包括原子序数从 至 共 个元素，从La 到Lu 半径共减少 ppm ，这一事实称为 ，其结果是 。

(《无机化学例题与习题》吉大版)11.造成第三过渡元素原子半径和第二过渡元素原子半径相近的原因是 。

12.给出下列元素的原子核外价电子排列方式W ，Nb ，Ru，Rh，Pd ，Pt 。

(《无机化学例题与习题》吉大版)13.用元素符号填空：⑴最活泼的气态金属元素是⑵最活泼的气态非金属元素是⑶最不易吸收电子的元素是⑷第四周期的第六个元素电子构型是⑸第Ⅰ电离势能最大的元素是⑹第Ⅰ电子亲核势能最大的元素是⑺第2、3、4周期原子中P轨道半充满的元素是⑻3d半充满和全充满的元素分别是和⑼电负性相差最近的元素是⑽电负性相差最大的元素是14.根据现代结构理论，核外电子的运动状态可用来描述，它在习惯上被称为；︱︳2表示，它的形象化表示是。

(《无机化学例题与习题》吉大版)15.非放射性元素中，单电子数最多的元素单电子数为，它在周期表中位于第周期，第族。

(《无机化学例题与习题》吉大版)三问答题1.原子轨道、几率密度和电子云等概念有何联系和区别？2.根据钾、钙的电离势数据，从电子构型说明在化学反应过程中，钾表现+1价，钙表现+2价的原因？3.写出下列元素的符号、名称、价电子构型和惰性气体在周期表中的分区。

(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 第四周期的惰性气体B. 第四周期的ⅣB族元素C. 5p电子半充满的元素4.K和Ca中的4s能量和3d能量哪个低？（试用斯莱特经验公式求算E值）电子排布式应是什么？5.回答下列问题：⑴写出原子序数为32的元素的核外电子排布、元素符号、元素名称以及此元素在周期表中的位置。

⑵试用四个量子数分别表示这个元素原子最外层各价电子的核外运动状态：最外层各价电子n l m m s⑶分别画出此元素原子最外层Px电子的轨道角度分布图及电子云径向分布图。

6.符号d 、3dz 2和3d 1各代表什么意义？7.原子核外电子的运动有什么特性？8.什么叫屏蔽效应？什么叫钻穿效应？如何解释下列轨道能量的差别？(《无机化学例题与习题》吉大版)（1）E 1s ＜E 2s ＜ E 3s ＜E 4s （2）E 3s ＜ E 3p ＜E 3d （3）E 4s ＜E 3d9.说明下列事实的原因：（1）元素最外层电子数不超过8个；（2）元素次外层电子数不超过18个；（3）各周期所包含的元素数分别为2、8、8、18、18、32个。

10.下列术语的含义是什么？电离势、电子亲合势、电负性。

它们和元素周期律有什么样的关系？11.在第四周期的A 、B 、C 、D 四种元素，其价电子数依次为1、2、2、7，其原子序数按A 、B 、C 、D 依次增大。