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1、原子结构习题 1.原子中电子的运动有和特点？几率与几率密度有何区别？ 答：波粒二象性； 几率：原子核外空间某区域内电子出现的可能性。 几率密度：电子在原子核外空间单位体积内出现的几率。用 表示。 =几率/体积,2.什么是屏蔽效应和钻穿效应？怎样解释同一主层中的能级分裂即不同主层中的能级交错？ 答： 由于内层电子对外层电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而使有效核电荷降低，削弱了核电荷对该电子的引力，这种作用称为屏蔽效应。 外层电子具有钻入内层靠近原子核，使能量降低的作用称为钻穿效应。 由于角量子数不同的电子钻穿作用不同，从而使其能量降低程度不同，造成了能级分裂，产生能级交错。,3.写出原子序
2、数为24 的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数分别表示每个价电子。 答：电子排布式：,第四周期，VIB，铬Cr 6个价电子： 3d5: n=3 l=2 m = 2, 1, 0, -1, -2 ms=1/2, , , , 1/2,4.已知M2+离子3d轨道中有5个电子,试推出 (1)M原子的核外电子排布; (2) M原子的最外层和最高能级组中的电子数; (3)M元素在周期表中的位置 答(1):,(2)M原子最外层:4S2 , 所以有2个电子 最高能级组:3d54S2,所以有7个电子 (3) 4周期,VIIB.,5.按Slater规则计算K,Cu,I的最外层电子感受到的有效核
3、电荷及相应能级的能量. 答:,4s电子的=0.858+1.0010=16.8,Cu(29):,4s电子的=0.8518+1.0010=25.3,I(53),5p电子的=6X0.35+0.85X18+1.00X28=45.4,5s电子的=1X0.35+0.85X18+1.00X28=43.65,6.根据原子结构知识,写出 17,23,80号元素的基态原子的电子结构式 答:,7.画出s,p,d个原子轨道的角度分布图和径向分布图, 并说明图形的含义,反应了波函数随球坐标角度的变化图形,经向分布函数反应了电子在半径为r,单位厚度的球壳内电子出现的几率,随球半径的变化.,8.描述原子核外电子运动状态的4
4、个量子数的 物理意义各是什么? 他们的可能的取值什么? 主量子数 n 用来描述核外电子离核的远近，决定电子层数，决定电子的能量高低，n越大，电子离核越远，能量越高 （形状相同的原子轨道或电子云的电子） 取值:.正整数 K L M N O 角量子数l: 表示原子轨道和电子云的形状， 取值 0，1，2，3, 4n-1（共n个值） s, p, d, f, g. 表示同一主层中不同的分层,与n一起决定原子轨道或电子的能量，当n相同时：l越大，E越高。,9.下列量子数那些不合理,为什么? n=2 ,l=1,m=o n=2,l=2,m=-1 n=3,l=0,m=0 n=3,l=1,m=1 n=2,l=0,
5、m=-1 n=2,l=3,m=2,10.下列说法是否正确?不正确的应如何改正? (1)s电子绕核运动时,其轨道为一圆周,而p电子走 形的. 答:错.s电子在核外一个球形空间内出现的几率最大.或s电子云是球形对称的. p原子轨道或电子云是 哑铃形的. (2)主量子数n=1时,有自选相反的两条轨道. 答:错.只有1条轨道,可容纳自旋相反的2个电子.,(3) n=4时,轨道总数为16,电子层最大容量为32个电子. 答:对.n=4 ,l=0,1,2,3 当l=0,m=0 4s轨道1条 当l=1,m=1,0,-1 4p轨道3条 当l=2,m=2,1,0,-1,-2 4d轨道5条 当l=3,m=3,2,1
6、,0-1,-2,-3 4f轨道7条 共16条轨道,可填32个电子.,(4) n=3时, 有3s,3p,3d三条轨道 答:错. n=3 ,l=0,1,2, 当l=0,m=0 4s轨道1条 当l=1,m=1,0,-1 4p轨道3条 当l=2,m=2,1,0,-1,-2 4d轨道5条 共9条轨道,11.将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p,所需能量是否相等?若是He原子情况又怎样? 答: .将氢原子核外电子从基态激发到2s或2p,所需能量相等.(单电子院子,能量只与n有关) 若是He原子,则不等.因为核外有2个电子,能量与n,l有关.,所以从基态激发到2s或2p所需能量不同. 2s轨道上的电子钻穿
7、作用大于2p,所以能量较低,从基态激发到2s轨道所需能量较低.,12通过近似计算说明:12,16,25号元素的原子中,4s,3d那一能级的能量高? 答:,4s电子的=0.851+1.0010=10.85,3d电子的=1.0011=11,所以E4sE3d,4s电子的=0.855+1.0010=14.25,3d电子的=1.0015=15,所以E4sE3d,4s电子的=1X0.35+0.8513+1.0010=17.89,3d电子的=4X035+1.0018=19.4,所以E4sE3d,13.根据原子轨道近似能级图,指出表中各电子层中电子数有无错误.说明理由. 元素 K L M N O P 19 2
8、 8 98 1 22 2 108 810 2 30 2 8 18 2 33 2 8 2018 35 60 2 8 18 1822 128 2,14.说明在同周期和同族中,元素的原子半径的变化规律,并讨论其原因. 答:短周期中:从左到右,Z增大,有效和电荷增大,故 r减小. 长周期中:增大,有效和电荷增大,故 r减小. 但在过渡元素中,由于电子进入n-1d轨道,对外曾电子的屏蔽作用较大,有效和电荷增加缓慢,半径减小缓慢.相邻原子半径减小4pm左右. 同一主族中:从上到下,电子曾数增加,半径增大 同一副族中:从上倒下,由于镧系收缩,第6和第7周期同族元素,原子半径基本不变.,15说明下列各原子对中
9、,那一原子的第一电离能高?为什么? SP, AlMg, SrRb, CuZn, CsRn, RnAt 答:SRb CuAt,16电子亲和能与原子半径之间有何规律性的关系?为什么有些非金属元素(如O,F等)却显得反常. 答:原子半径越小,电子亲和能越大. 但在VA,VIA族中,从上倒下虽然原子半径增大,但电子亲和能最大的不是原子半径最小的O,F.而是半径较大的S,Cl. 主要原因是:O,F为第二周期元素,半径太小,电子云密度很大,导致获得以个电子需要要克服的电子之间的排斥力太大,释放出的能量降低,所以电子亲和能降低.,17.什么是元素的电负性?它在同周期,同族中有何变化规律? 答:元素的电负性是
10、分子中原子吸引电子的能力,用X表示. 同周其中,从左向右X增大,非金属性增强. 同一主族中,从上到下,X减小,金属性增强. 同一副族中,从上到下,X变化无明显的规律性. 周期表中,右上角的F电负性最大,非金属性最大;左坐下角的Cs电负性最小,金属性最强,18.若磁量子m数的取值有所变化,即m=0,1,2- l 共l+1个值.,其余不变,那么周期表将变成什么样?按新周期表写出前20号元素中最活泼的金属元素,第一个稀有气体元素,第一个过渡元素的原子序数,元素符号及名称. 答： m=0,1,2- l 共l+1个值. 第一层：n=1, l=o, m=0-1S轨道:1条 第二层：n=2, l=0,m=0
11、 -2S轨道:1条 l=1,m=0,1-2p轨道:2条 共3条。,第三层：n=3, l=0,m=0 -3S轨道:1条 l=1,m=0,1-3p轨道:2条 l=2,m=0,1,2-3d轨道:3条 共6条 第四层：n=4, l=0,m=0 -4S轨道:1条 l=1,m=0,1-4p轨道:2条 l=2,m=0,1,2-4d轨道:3条 l=3,m=0,1,2,3 共10条 S轨道1条；p轨道2条；d轨道3条；F轨道4条,第一周期第一能级组：1S,1条轨道，填2个 元素。 第二周期第二能级组：2S 2p,3条轨道，填 6个元素。 第三周期第三能级组：3S 3p,3条轨道，填 6个元素。 第四周期第四能级组：4S3d4p,6条轨道， 填12个元素。 第五周期第五能级组：5S4d5p,6条轨道， 填12个元素。 第六周期第六能级组：6S4f5d6p,10条轨道 填20个元素。原子结构习题18.doc,所以20号元素前 最活泼的碱金属是：P 第一个稀有气体元素是：He 第一个过渡元素是：Cl,
