无机及分析化学课本习题答案-chap.2.doc

PAGE PAGE 2 第二章 原子结构和元素周期律 习题解答 1.简单说明四个量子数的物理意义和量子化条件。 2.定性画出所有等价轨道的角度分布图。 3.下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？ (1)； (2)；(3) ； (4)；(5)；(6)。 解 (2)，(5)，(6)组不合理。因为量子数的取值时要求l n， ? l。 4.用合理的量子数表示 (1)3d能级；(2)2pz原子轨道；(3)4s1电子。 解 (1)3d能级的量子数为：n = 3，l = 2。 (2)2pz原子轨道的量子数为：n = 2，l = 1，m = 0。 (3)4s1电子的量子数为：n = 4，l = 0，m = 0，ms =。 5.在下列各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。 (1) n=?，l=2，m=0，ms = +1/2； (2) n=2，l=?，m=1，ms =1/2； (3) n=4，l=2，m=0，ms = ?； (4) n=2，l=0，m=?，ms = +1/2。 解 (1)n ≥ 3正整数； (2)l = 1； (3)ms = +?(或??)； (4)m = 0。 6.下列轨道中哪些是等价轨道？。 解 对氢原子： (n相同)()；(3s，3px)。 对多电子原子：(n、l相同)()。 7.下列各元素原子的电子分布式各自违背了什么原理？请加以改正。 (1)硼：1s22s3；(2)氮：1s22s22px22py1；(3)铍：1s22py2。 解 (1)错，违背泡利不相容原理，应为(1s)2(2s)2(2p)1； (2)错，违背洪特规则，应为(1s)2(2s)2(2px)1(2py)1 (2pz)1 ； (3)错，违背能量最低原理，应为(1s)2(2s)2。 8.下列情况下可容纳的最大电子数是多少？ (1)层上；(2)4f亚层上；(3)最大主量子数为4的原子中。 解 (1)；(2)14；(3)36个(Kr)或46个(Pd为洪特规则的特例：) 9.在下列电子分布中哪种属于原子的基态? 哪种属于原子的激发态? 哪种纯属错误? (1)1s22s12p2；(2)1s22s12d1；(3)1s22s22p43s1；(4)1s22s22p63s23p3；(5)1s22s22p83s1；(6)1s22s22p63s23p54s1 解 属于原子的基态的有：(4)；属于原子激发态的有：(1)，(3)(6)；纯属错误的有：(2)，(5)。 10. (1)试写出s、p、d及ds区元素的价层电子构型。 (2)根据下列各元素的价电子构型，指出它们在周期表中所处的周期、区和族，是主族还是副族? (A)3s1；(B)4s24p3；(C)3d24s2；(D)3d104s1；(E)3d54s1；(F)4s24p6。 解 (1)s区：；p区：；d区：(Pd例外)；ds区：。 (2)(A)第3周期，s区，IA主族；(B)第4周期，p区，VA主族；(C)第4周期，d区，IVB副族； (D)第4周期，ds区，IB副族；(E)第4周期，d区，VIB副族；(F)4s24p6。第4周期，p区，0族。 11写出基态时可能存在的与下列各电子结构相应的原子符号和离子符号。 (!)；(2)；(3)(4) 解 (!)；(2)(因为没有5s电子，所以无中性原子)； (3)或；(4)。 12.写出下列电子构型：(1)和；(2)和；(3)哪一对是等电子体？为什么？ 解 (1)均为；(2)； (3)和是一对等电子体，而和不是，因为电子分布不同而只是电子数相同。 13. 试预测： (1)114号元素原子的电子分布，并指出它将属于哪个周期、哪个族？可能与哪个已知元素的最为相似？ (2) 第七周期最后一种元素的原子序数是多少? 解 (1)[Rn] 5f146d107s27p2, 第7周期，ⅣA族元素，与Pb的性质最相似。 (2)[Rn] 5f146d107s27p6，原子序数为118。 14.填空题 (1)已知某元素+2价离子的电子分布式为1s22s22p63s23p63d10，该元素在周期表中所属的分区为 。 (2)符合下列电子结构的元素，分别是哪一区的哪些(或哪一种)元素？ (A)外层具有2个s电子和2个p电子的元素 。 (B)外层具有6个3d电子和2个4s电子的元素 。 (C)3d轨道全充满，4s轨道只有1个电子的元素 。 解 (1)ds (2)(a)p区 IVA (b)d区Fe (c) ds区Cu 15.填充下表 原子序数 电子分布式 各层电子数 周期 族 区 金属还是非金属 11 21 53 60 80 解 原子序数