基础化学习题09 九章原子结构和元素周期律首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题答案 难题解析[TOP] 例9-1 什么是原子轨道？原子轨道是什么样子？ 析原子轨道不是像月球绕地球运动或地球绕太阳运动的那种圆形或椭圆形的运动轨迹，因为原子核外的电子具有波粒二象性，不可能同时有确定的位置和速度，也就无法按照一定方向行进电子的运动并不是没有规律可循：我们不能知道某一刻电子在什么位置，但是我们能知道它出现在那个位置的可能性有多大为了表达这样的概率，人们发现了波函数波函数的几何图形就是原子轨道的形状 答原子中的电子在核外空间出现的概率是通过波函数描述的，波函数的平方的意义是电子在核外空间出现的概率密度习惯上把这种描述电子运动的波函数称作原子轨道原子轨道的角度部分和径向部分可以用几何图形表现出来角度部分的几何图形是原子轨道的形状，如s轨道是球形的，p轨道是哑铃形的径向部分的图形是曲线，例如径向分布函数曲线的峰表现据原子核一定距离处电子概率的极大值 例9-2 概率密度、概率、径向分布函数之间是些什么关系？ 析概率就是可能性电子在原子核外的整个无限区间出现的概率为1，在空间某一有限区域出现的概率必小于1。
这个空间区域电子概率的大小与空间区域的大小和概率密度有关，是这两个因素的总体体现 答概率密度反映了电子在原子核外的某一点周围微小区域单位体积内出现的概率，概率密度与此微体积的乘积就是这个微区域的电子概律；把微体积扩大到无限空间，概率等于1如果把微小区域定义为离原子核一定距离的球形表面乘以表面上微壳层的厚度，那么概率密度函数乘以求表面积所得到的径向分布函数，表现了离原子核一定距离处电子概率的大小 例9-3 为什么周期表中从左到右原子半径减小，从上到下原子半径增大？非金属元素的原子一般都比金属原子小吗？ 析原子半径的大小可以表现为电子出现的平均概率离原子核的远近，或者直接说电子离核的远近，它受核对电子吸引力大小的直接影响所以本题的关键是有效核电荷的变化规律 答同一周期从左到右各元素原子的核电荷和主族元素原子的外层电子数都逐一增加；因为电子层数不变，同层电子的屏蔽效应不大，有效核电荷增加就明显有效核电荷愈大，对外层电子的吸引力愈 大，原子半径就愈小所以周期表中从左到右原子半径减小从上到下各元素原子的电子层数逐一增加，由于内层电子的屏蔽效应，有效核电荷增加缓慢，但电层数是增多的，所以原子半径就增大。
从此规律来看，原子半径小的元素分布在周期表的右上角，非金属元素也正好在此位置，因此非金属元素原子一般比同周期金属小，也比同一族的金属小 例9-4 为什么第n电子层有n2个原子轨道，能容纳2n2个电子？ 析本题要么看似简单，要么不好作答解题关键是明确决定原子轨道和决定电子运动状态的量子数的取值规律 答：电子层由主量子数n确定，而原子轨道必须由n , l , m三个量子数来确定l取值受n的制约， m取值又受l的制约第n电子层中，l取0到(n-1)的n个值，给出n个电子亚层；l电子亚层中，m取 -l到+l的2l+1个值，即l亚层共有2l+1个原子轨道所以第n电子层的原子轨道数按各亚层排列应该是：1个、3个、5个、···、2(n-1)+1=2n-1个现在求和这些奇数，得n2一个原子轨道最多容纳自旋相反的两个电子，所以第n电子层的n2个原子轨道能容纳2n2个电子 学生自测题[TOP]判断题选择题填空题问答题计算题 一、判断题（对的打√，错的打×，共10分） 1. 激发态氢原子的电子组态可写成3s1 ) 2. s区元素原子的内电子层都是全充满的。
) 3. 氢原子的1s电子激发到3s轨道要比激发到3p轨道所需的能量少 ) 4. 非金属元素的电负性均大于2 ) 5. p区和d区元素多有可变的氧化值，s区元素（H除外）没有 ) 6. M电子层原子轨道的主量子数都等于3 ) 7. 最外层电子组态为n s1或n s2的元素，都在s区 ) 8. 基态氢原子的能量具有确定值，但它的核外电子的位置不确定 ) 9. s电子在球面轨道上运动，p电子在双球面轨道上运动 ) 10. 依据能级由低到高顺序、遵守Pauli不相容原理排布电子就写出基态原子的电子组态 ) 二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出，每题1分，共20分）[TOP] 1. 某原子的基态电子组态是[Xe]4f145d106s2，该元素属于( ) A. 第六周期，IIA族，s区 B. 第六周期，IIB族，p区 C. 第六周期，IIB族，f区 D. 第六周期，IIA族，d区 E. 第六周期，IIB 族，ds 区 2. 某一电子有下列成套量子数(n 、l 、m 、s )，其中不可能存在的是 ( ) A. 3，2，2，1/2 B. 3，1，-1，1/2 C. 1，0，0，-1/2 D. 2，-1，0，1/2 E. 1，0，0，1/2 3.下列说法中，正确的是 ( ) A. 主量子数为1时，有自旋相反的两个轨道。
B. 主量子数为3时，3s 、3p 、3d 共三个轨道 C. 在除氢以外的原子中，2 p 能级总是比2s 能级高 D. 电子云是电子出现的概率随r 变化的图像 E. 电子云图形中的小黑点代表电子 4. 基态 24Cr 的电子组态是 ( ) A. [Ar]4s 23d 4 B. [Kr] 3d 44s 2 C. [Ar] 3d 54s 1 D. [Xe]4s 13d 5 E. [Xe] 3d 44s 2 5.下图中表示基态Fe 原子的3d 和4s 轨道中8个电子排布正确的是 ( ) A. 3d 4s B. 3d 4s C. 3d 4s D. 3d 4s E. 3d 4s 6. He 的E l s 与Kr 的E l s 相比，应有 ( ) A. E l s (He) = E l s (Kr) B. E l s (He)＜E l s (Kr) C. E l s (He)＞E l s (Kr) D. E l s (He) ＜＜ E l s (Kr) E. 无法比较。
7. 在多电子原子中，决定电子能量的量子数为 ( ) A. n B. n 和l C. n ，l 和m D. l E. n ，l ，m ，和s 8. 某原子的基态电子组态是[Kr]4d 105s 25p 1，该元素的价层电子是 ( ) A. 4d 105s 25p 1 B. 5s 25p 1 C. 5p 1 D. 4d10 E. 4d105p1 9. 基态19K原子最外层电子的四个量子数应是( ) A. 4，1，0，1/2 B. 4，1，1，1/2 C. 3，0，0，1/2 D. 4，0，0，1/2 E. 4，1，-1，1/2 10. 氢原子的s轨道波函数( ) A. 与θ,φ无关 B. 与θ有关 C. 与θ,φ有关 D. 与r无关 E. 与r,θ,φ有关 11. de Broglie关系式是( ) A. Δx·Δp≥ h / 4π B. hν = E2 - E1 C. λ= h / p D. λ = c /ν E. p = mν 12.电子排布为[Ar]3d64s0者，可以表示( ) A.25Mn2+ B. 26Fe3+ C. 27Co3+ D. 28Ni2+ E. 24Cr3+ 13. 径向分布函数图表示( ) A. 核外电子出现的概率密度与r的关系 B. 核外电子出现的概率与r的关系 C. 核外电子的R与r的关系 D. 核外电子的R 2与r的关系 E. 核外电子的r R与r的关系 14.一电子的钻穿能力与它受其他电子屏蔽作用之间的关系是( ) A. 能力越大，作用越小 B. 能力越大，作用越大 C. 两者无关系 D. A和B两种关系都可能 E. 只能有一项存在 15. 填电子时下列能级能量最高的是( ) A. n = 1，l = 0 B. n = 2，l = 0 C. n = 4，l = 0 D. n = 3，l = 2 E. n = 2，l = 1 16.下列能级属于同一个能级组的是( ) A. 3s3p3d B. 4s4p4d4f C. 6p7s5f6d D. 4f5d6s6p E. 2s2p3s 17.下列哪一种电子层的结构不是卤素的电子结构( ) A. 7 B 2，7 C. 2，8，7 D. 2，8，18，7 E. 2，8，18，18，7 18.下列关于原子轨道角度分布图的节面说法是正确的是( ) A. Y s有1个节面 B. Y P y的节面是xz平面 C. Y P y的节面是yz平面 D. Y P y的节面是xy平面 E. Y P y的节面有2个 19.下列关于电子亚层的正确说法是( ) A. p亚层有一个轨道 B. 同一亚层的各轨道是简并的 C. 同一亚层电子的运动状态相同 D. d亚层全充满的元素属主族 E. s亚层电子的能量低于p亚层电子 20. 下列元素中3d能量高于4s的是( ) A. Fe B. Br C. Ca D. Mn E. Zn 三、填空题（每空1分，共20分）[TOP] 1. 基态氢原子中，离核愈近，电子出现的愈大，但是在离核距离为5 2.9 pm的薄球壳中电子出现的愈大 2. n = 3，l = 1的原子轨道属能级，该能级有个简并轨道，半充满时，若用4个量子数的组合分别表示这些电子的状态，应该将它们写成。
具有这样电子组态的原子的核电荷数为，其元素符号是 3. 基态原子中3d能级半充满的元素是和1~36号元素中，基态原子核外电子中未成对电子最多的元素是 4. 最外层电子组态为5s25p4的元素。