第07章 原子结构 习题解答 下载本文

________。

解:3;n、l、m;2;+1、-1。

22第07章(02545)用量子数描述原子核外电子运动状态时,主量子数n是决定__________的主要因素,角(副)量子数l决定________的形状,磁量子数m决定________________,自旋量子数ms表示_______________。

解:原子轨道的能量;原子轨道;原子轨道的空间伸展方向;电子运动的自旋方向。 第07章(02546)量子数n=3、m=0时,各亚层所填充的最多电子数是______;n=4、ms=-1时,各亚层所填充的最多电子数之和是________;n=2、l=1时,可填充的最多电

2子数之和是________;n=3、l=2、m=-1时,可填充的最多电子数是________。 解:6;16;6;2。

第07章(02547)量子数n=2、l=1、m=0的原子轨道符号是________;n=4、l=0、m=0的原子轨道符号是______;n=5、l=2、m=0的原子轨道符号是______;n=4、l=3对应的亚层是______。

解:2pz;4s;5dz2;4f。 第07章(02548)设原子核位于x=y=z=0处,若在x=y=0、z=a附近的微体积内,s电子出现的概率(几率)为p(仅从角度分别考虑),则该电子在x=a、y=z=0附近的微体积(大小与前述相同)内出现的概率(几率)为________。如果这个电子不是s电子,而是pz电子,则在上述第二个位置上出现的概率(几率)是________。

解:p;0。

第07章(02549)写出基态原子中能满足下列给定量子数的相应电子层、亚层或轨道中的电子总数:

(1)n=3;(2)n=4、l=2;(3)n=2、l=1; (4)n=3、l=2、m=-2;(5)n=5、l=1、m=0、ms=+1。

2解:解: (1)18(2分) (2)10(4分) (3)6(6分) (4)2(8分) (5)1(10分)

第07章(02550)试从有关量子数的取值说明有无2d、3f亚层。

解:解:2d亚层表明n=2、l=2,这是错误的。按解Schr?dinger方程的要求,n=2时,l只能取0和1,即只能有2s亚层、2p亚层。 (5分) 同理,n=3时,l只能为:0、1、2。 l=3是错误的,即3f亚层不可能存在。 (10分)

第07章(02551)试说明原子核外电子的各亚层中轨道数目是1、3、5、7.。

解:解:原子核外各亚层中,s亚层只有一个轨道,p亚层有3个轨道,d亚层5个轨道,f亚层为7个轨道,这与角量子数l和磁量子数m的取值及两者的关系有关。当l=0(s亚层),m=0,只有这一个取值,所以s亚层只有一个轨道; (2分) 当l=1(p亚层),m的取值从-1、0、+1,共3个值,对应3个轨道; (5分)

依此类推,当l=2(d亚层)、m=±2、±1、0,共5个取值,对应5个轨道, (7分) l=3(f亚层)、m=±3、±2、±1、0,7个取值,对应7个轨道。(10分) 第07章(02552)评述下列叙述是否正确,如有错误,试予以改正。 (1)主量子数n=3时,有3s、3p、3d三个原子轨道; (2)四个量子数n、l、m、ms都是用来描述原子轨道的。 解:解:

(1)错误。应有3s、3p、3d三个亚层和3s,3px,3py,3pz,3 dd2,共九个轨道。 3 dx dy z,3 z和3 zx2?y2,3 dx y,

(6分)

(2)错误。量子数n、l、m是用来描述原子轨道的,而ms只描述电子自旋方向。

(10分)

第07章(02553)下列关于原子轨道的叙述是否正确?如不正确试予以改正: (1)主量子数n=1时,有自旋相反的两个原子轨道;

(2)主量子数n=4时,有4s,4p,4d,4f四个原子轨道; (3)磁量子数m=0,对应的都是s原子轨道。 解:解:

(1)不正确。n=1时,只有1s亚层,也只有一个1s原子轨 道,其中最多可容纳自旋方式相反的两电子。(2分) (2)不正确。n=4时可能有4s、4p、4d、4f亚层,原子 轨道数目分别为1、3、5、7,所以可以有16个 原子轨道。(6分)

(3)不正确。原子轨道空间图象取决于角量子数l, 只有l=0,m=0时为s原子轨道,而l≠0,m=0 时都不是s原子轨道。(10分)

第07章(02554)说明原子核外N电子层中所能容纳的电子数最多为32;即各电子

层的电子数为2n2。

解:解:N电子层,对应主量子数n=4。n=4时,l=0、1、2、3, 即有4s、4p、4d、4f亚层,每亚层的轨道数分别为(4分) 1、3、5、7。每个轨道最多能容纳自旋相反的两个电子,(8分)

这样电子总数为2+6+10+14=32。即2n2。(10分)

第07章(02555)原子核外每一电子层最多可容纳2n2个电子,所以元素周期系第五周期有50种元素。.( ) 解:错

第07章(02556)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

第07章(02557)对多电子原子来说,其原子能级顺序为E(ns)

第07章(02558)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

第07章(02559)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)

第07章(02560)对氢原子来说,其原子能级顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d。.( )

解:错

第07章(02561)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

第07章(02562)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

第07章(02563)下列各种原子的核外电子排布中,属于基态的是.( )。 (A)1s22s12p1; (B)1s22s22p33s1; (C)1s22s22p63s14s1; (D)1s22s22p63s23p64s1。 解:D

第07章(02564)39号元素钇原子的电子排布应是( )。 (A)1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2; (B)1s22s22p63s23p63d104s24p65s25p1; (C)1s22s22p63s23p63d104s24p64f15s2; (D)1s22s22p63s23p63d104s24p65s25d1。 解:A

第07章(02565)下列电子排布式中,原子处于激发状态的是( )。

(A)1s22s22p6; (B)1s22s22p33s1; (C)1s22s22p63s23p63d54s1; (D)1s22s22p63s23p63d34s2。 解:B

第07章(02566)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

第07章(02567)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

第07章(02568)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

第07章(02569)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

第07章(02570)24Cr原子处于基态时,价层电子排布轨道图可表示为.( )。 (A)??????; (B)????_??; 3d4s3d4s

(C)?????_?; (D)????___??。 3d4s3d4s 解:A

第07章(02571)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

第07章(02572)若将6C原子的电子排布写成1s22s22px2,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

第07章(02573)若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,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

第07章(02574)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

第07章(02575)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

第07章(02576)钠原子的1s电子能量与氢原子的1s电子能量相比较,应是( )。

(A)前者高;(B)相等;(C)前者低;(D)无法比较。 解:C

第07章(02577)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

第07章(02578)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.( )。