36、无机化学万题库答案:问答题(1-3)

外围电子构型为2 s 2 2 p 3 ,p轨道处于半满的稳定状态 。

⑵ K的外围电子构型为4 s 1 ,当失去一个电子后就减少了一个电子层 ,核对外层电子

的吸引力急剧增大 ,所以第二电离能比第一电离能大许多 。而Ca的外围电子构型为4 s 2 ,失去一个电子后并未减少电子层 ,所以第二电离能比第一电离能大不多 。

⑶ Cl的外围电子构型为3 s 2 3 p 5 ,Mn的外围电子构型为3 d 5 4 s 2 。Cl的最外层电子

达7个 ,已接近8电子的稳定状态 ,所以具有强烈的获得一个电子的倾向 ,非金属性很强 。而Mn的原子半径较大 ,最外层只有两个电子 ,所以失去电子的倾向较大 ,具有较强的金属性 。

65.因为对于第n层 ,l 可取0,1,2,…… (n-1) 共n个不同的l 值 。而每个l 值m可

取0,±1,±2,…… ±l ,共2 l +1 个不同的数值 。所以第n层可能有的轨道数为

n?1l?0?(2 l +1) = 1+3+5+ …… (2 n -1) = n2 (n 项等差级数之和)

根据泡利不相容原理:在一条原子轨道中最多只能容纳两个自旋方式相反的电子 ,所以 第n层可能容纳的电子总数即为 2 n 2 。

66.3 s 是表示第三电子层上的s 轨道 ,即n=3 ,l =0 ,m=0 的原子轨道 ,由n ,l , m 三个量子数来确定 。

3 s 1 则表示表示第三电子层上s 轨道上的一个电子 ,即n=3 ,l =0 ,m=0 ,ms= +

11(或-) 的一个电子运动状态 ,需要用n ,l ,m ,ms四个量子数来确定 。 22

67.该元素原子的核外电子分布式

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 6 4 d 10 4 f14 5 s 2 5 p 6 5 d 10 6 s 2 外围电子构型 5 d 10 6 s 2

第六周期 ,ⅡB族 ,d s 区 。

68.元素符号 V

核外电子分布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 3 4 s 2 价电子分布式 3 d 3 4 s 2 原子中未成对电子数 3

69.第四周期 ,ⅤA族 ,p 区 ,最高化合价 +5 ,元素符号为 As ,是非金属元素 。

70.⑴ 该元素通常情况下无负价 ,应是金属元素 ;最高化合价为+7价 ,则应是ⅦB族,

原子半径是同族元素中最小的 ,应处于第四周期 ,所以是元素Mn (锰) 。

⑵ 该元素原子的核外电子分布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 2 价电子分布式 3 d 5 4 s 2

⑶ 该元素+2价离子的电子分布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5

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该元素+2价离子的未成对电子数 5

⑷ 该元素的金属性较强 ,电负性相对较低 。

71.原子核外各电子层所能容纳电子数的规律为 :

① 各电子层最多能容纳电子数首先决定于电子层数 n ,电子数为 2 n2 。 ② 最外层电子数最多不超过8个 。 ③ 次外层电子数最多不超过18个 。

根据上述规律可推出稀有气体各元素原子的电子层电子数 ,列于下表 : 原子序数 元素符号 元素名称 2 10 18 36 54 86 72.① I P > I S 虽然P的半径大于S ,核电荷数少于S ,但外层电子层结构上 ,P是 3 p 3比较稳定的半满状态 ,因此电离能偏高 ;而S是3 p 4 构型 ,失去一个电子

即变成3 p 3较稳定的半满状态 ,电离能偏低 。 ② I Mg > I Al 虽然P的半径大于S ,核电荷数少于S ,但外层电子层结构上 ,Mg 的3 s 2 电子已配对 ,比较稳定 ,电离能较高 ;而Al的3 s 2 3 p 1 ,失去一个电

子即变成3 s 2较稳定的状态 ,电离能偏低 。 ③ I Sr > I Rb Rb的半径比较较大 ,核电荷数较少 ,且电子构型为5 s 1 ,易失去一个

电子变为外层全满的状态 ;而Sr的半径比较较小 ,核电荷数较多 ,且电子构型为5 s 2 已经配对 ,比较稳定不易失去 。

④ I Zn > I Cu 虽然Zn的半径比Cu大 ,但电子构型上Cu是3 d 10 4 s 1 ,4 s 1上的电

子较易失去而形成3 d 10的全满状态 ;而Zn是3 d 10 4 s 2构型 ,最外层电子已经配对 ,比较稳定而较难失去 。

⑤ I Au > I Cs Cs 的电子构型为 6 s 1 ,原子半径大 ,核电荷数远比Au少 ;而Au的

电子构型为5 d 10 6 s 1 ,原子半径小 ,核电荷数较大 ,新增的5 d 10 电子使核对外层的有效核电荷增大许多 ,所以第一电离能很高 。

⑥ I Rn > I At At 的外层电子构型为6 s 2 6 p 5 ,Rn的外层电子构型为6 s 2 6 p 6 ,它们

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各 层 电 子 数 K 2 2 2 2 2 2 L 8 8 8 8 8 M 8 18 18 18 N 8 18 32 O 8 18 P 8 He Ne Ar Kr Xe Rn 氦 氖 氩 氪 氙 氡 的电子层数相同 ,但Rn的核电荷数较多 ,而且是稳定的8电子构型 。

73.因为A 、B 、C 三种元素的原子外围电子构型均为 4 s 2 ,所以应是第四周期元素 ,再

考虑次外层电子数 ,则它们的外围电子构型分别是3 s 2 3 p 6 4 s 2、3 s 2 3 p 6 3 d 6 4 s 2、 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 ,D 原子的最外层则有7个电子 ,则为 4 s 2 4 p 5 构型 ,故 ⑴ A 、B 、C 、D 分别是Ca 、Fe 、Zn 、Br 。 ⑵ A 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2

B 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 6 4 s 2 C 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2

D 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 5 74.电负性的标度方法主要有以下三个 :

① 鲍林标度 1932年提出 。它是从键能的热化学数据进行推算 ,并以F的电负性为

3.98求出其它元素的相对电负性 。

② 密立根标度 1934年提出 。它是以电离能与电子亲合能之和的平均值推算 。但因

电子亲合能数据不完全而且精度较差 ,所以应用有限 。

③ 阿莱-罗周标度 1957年提出 。它是根据原子核对电子的静电引力进行推算 ,以 F的电负性为4.20求出其它元素的相对电负性 。

由于电负性的数据不够严密 ,所以仅供粗略定性估计 ,不宜用作定量计算 。在应用时

应选择某一套标度进行相对比较 ,不能把两套标度混合使用 。

75.这些元素原子的最外层和次外层电子结构是 (n-1) s 2(n-1) p 6(n-1) d 5 n s 2 。

在周期表中属于 ⅦB族 ,最高正价是+7 ,它们都是金属元素 ,它们的元素符号及名

称是 Mn (锰) 、Tc (锝) 、Re (铼) 。 76. 元素 甲 乙 核 外 电 子 分 布 式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 3 4 s 2 原子序数 17 23 元素符号 Cl V 周期 三 四 族 ⅦA ⅤB 区 p d

77.因为A 、B 两元素N层电子数不同 ,所以第4层电子必为最外层 ;M层电子是第3

层 ,3 s 和 3 p 两个亚层必须是填满的 ,能够相差的只能是3 d 亚层 。依题意A 原子的 M 层和 N 层分别比 B 原子的 M 层和 N 层多5个电子 ,可推知A、B均不可能有稀有元素 ,则会出现两种可能性 :A 的N层是4 s 2 4 p 5 ,B 的N层是4 s 2 ;或A 的N层是4 s 2 4 p 4 ,B 的N层是4 s 1 ;对于3 d 亚层 ,则A只能是3 d 10和3 d 5 ,不可能出现3 d 6和3 d 1的情况 (因为这种构型的最外层不会出现p电子) 。按上述推断则可以有两个组合的答案 :

⑴ A 是Se (硒) 核外电子排布式为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 4 B 是Cr (铬) 核外电子排布式为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 1

⑵ A 是Br (溴) 核外电子排布式为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 5

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B 是Mn (锰) 核外电子排布式为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 2

78.因为ψ4,0,0,+1 / 2 ,即4 s 1 构型 ,

⑴ 符合上述条件的元素有三种 , 19K 、24Cr 、29Cu 。

⑵ 19K 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1 ,第四周期 ,ⅠA族 ,s区 。 24Cr 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 1 ,第四周期 ,ⅥB族 ,d区 。 29Cu 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 1 ,,第四周期 ,ⅠB族 ,d s区 。

79.根据题意 ,四种元素A 、B 、C 、D 应处于第四周期 ,A 、C 的次外层电子数为 8 , 则A 、C 的外围电子构型分别是 4 s 2 和 4 s 1 。B 、D 的次外层电子数为18 ,则B 、

D 的外围电子构型分别是 3 d 10 4 s 2 和 3 d 10 4 s 2 4 p 5 。故

A 为20号元素Ca ;B 为30号元素 Zn ;C 为19号元素 K ;D为35号元素Br 。

80.根据题意该元素的核外电子分布式为1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 6 4 s 2 ,

所以s 电子总数为8 ;p电子总数为 12 ;d电子总数为 6 。未成对电子共4个 。

81.⑴ 第八周期包括的元素数目应是第八能级组所能容纳的电子总数 ,即 8 s 2 5 g 18 6 f 14 7 d 10 8 p 6 ,共 50 种元素 。

⑵ 第七周期稀有气体的电子层电子数排布为 2,8,18,32,32,18,8 ,原子序数为 118 ,核外出现第一个 5 g(l=4)电子的元素其电子构型为 [118] 5 g 1 8 s 2 ,所以

其原子序数应是 121 。

⑶ 114 号元素的电子构型为 [Rn] 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p 2 属于 第七周期 、ⅣA族 、p区 。

82.⑴ 因为1 mol 的A 同酸反应 ,能置换出1 g 氢气 ,这时A转化为具有氩原子型电子

层结构的离子 ,说明A是一价金属 ,且其价电子构型为 4 s 1 ,A是19K 。因为A ,B ,C 三种元素它们的电子最后排布在相同的能级组上 ,所以它们应是第四周期的元素 。B的核电荷比A大12 ,由于则B是31Ga 。C的质子数比B多4个 ,则C是35Br 。

⑵ A (19K) 的电子排布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1

B (31Ga) 的阳离子 (Ga3) 的电子排布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10

C (35Br)的阴离子 (Br) 的电子排布式 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 6

83.现代原子结构理论认为 ,核外电子运动规律服从薛定锷方程 ,电子的运动状态可用波函

数ψ进行描述 。可以粗略地把ψ看作是在 x 、y 、z 三维空间里找到该运动电子的一个区域 。作为数学函数式的ψ可以由一组量子数 n ,l ,m 来确定 。波函数ψ所确定的空间区域称为原子轨道 。所以波函数与原子轨道可视为同义语 。如ψ2,0,0即对应于2 s轨道 。注意 ,这里“轨道”一词是借用的 ,意义上不同于玻尔理论中的轨道涵义 。 几率就是机会的百分数或小数 。所以几率是可能性的量度 。对于电子运动而言 ,整个

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