安徽高中化学竞赛结构化学 原子的结构和性质习题

1、一选择题1、电子自旋是电子( c ) A、具有一种类似地球自转的运动 B、具有一种非轨道的运动 C、具有一种空间轨道外的顺逆时针的自转 D、具有一种空间轨道中的顺逆时针的自转2、下列分子中哪些不存在大p键( a )A. CH2=CH-CH2-CH=CH2 B. CH2=C=O C. CO(NH2)2 D.C6H5CH=CHC6H53、某原子的电子组态为1s22s22p63s14d1，其基谱项为( a ) A 3D B 1D C 3S D 1S4、已知类氢波函数2px的各种图形，推测3px图形，下列结论不正确的是（ b ）：A、角度部分图形相同 B、电子云相同C、径向分布不同 D、界面图不同5、

2、单个电子的自旋角动量在z轴方向上的分量是：（ d ）6、 具有的p 键类型为：（ a ）A、 B、 C、 D、7、 下列光谱项不属于p1d1组态的是（ c ）。 A. P B . D C. S D. F8、对氢原子和类氢离子的量子数l，下列叙述不正确的是（ b ）。A l的取值规定m的取值范围 B 它的取值与体系能量大小有关C 它的最大可能取值由解方程决定 D 它的取值决定了|M| = 9、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是（ c ）。A 等于真实体系基态能量 B 大于真实体系基态能量C 不小于真实体系基态能量 D 小于真实体系基态能量10、已知类氢波函数2px的各种图形，推测3px图形，

3、下列说法错误的是（ b ）A 角度部分的图形相同 B 电子云图相同C 径向分布函数图不同 D 界面图不同11、对氢原子方程求解,下列叙述有错的是( c ).A. 可得复函数解.B. 由方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解.C. 根据m()函数的单值性,可确定|=0，1，2，根据归一化条件求得12、He+的一个电子处于总节面数为3的d态，问电子的能量应为R的 ( c ).A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/1613、电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( d ).A.3P B. 3d C.2P D.2S14、5的径向分布函数图的极大值与节面数为( a )A. 2,1 B. 2,3 C.

4、4,2 D.1,315、线性变分法处理H+2过程中,认为Hab=Hba,依据的性质是( d )A. 电子的不可分辨性 B. 二核等同性Ca.b的归一性 D. 的厄米性16.、Fe的电子组态为Ar3d64s2,其能量最低的光谱支项为( a )A. 5D4 B. 3P2 C. 5D0 D. 1S017、 对于极性双原子分子AB，如果分子轨道中的一个电子有90%的时间在A的轨道中， 10%的时间在B 的轨道上，描述该分子轨道归一化形式为（ c ）A. B . C. D. 18、氢原子的轨道角度分布函数Y10的图形是（ c ）（A）两个相切的圆 （B）“8”字形（C）两个相切的球 （D）两个相切的实习

5、球19、B原子基态能量最低的光谱支项是（ a ）（A） （B） （C） （D）20、下列波函数中量子数n、l、m具有确定值的是（ d ） （A） （B） （C） （D）21、如果是一维势箱中电子最低能态的能量，则电子在E3能级的能量是（ c ） （A）2 （B）4 （C）9 （D）1822、氢原子3P径向函数对r做图的节点数为（ b ） （A）0（B）1（C）2（D）323. Y(,)图 （B ）A即电子云角度分布图，反映电子云的角度部分随空间方位,的变化B.即波函数角度分布图，反映原子轨道的角度部分随空间方位,的变化C. 即原子轨道的界面图，代表原子轨道的形状和位相24. 为了写出原子光谱项

6、，必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。试判断下列哪种组态是等价组态：（ C )A2s12p1 B. 1s12s1 C. 2p225. 对于O2 , O2- , O22-，何者具有最大的顺磁性？( A ) AO2 BO2- CO22- 26. Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为 ( A ) A2P3/2 B2P1/2 C2P3/2或2P1/2，二者能量相同27. 下列关于分子光谱的描述，哪一条中有错误：( B ) A.按刚性转子模型，双原子分子的转动能级不是等间隔，而转动谱线等间隔 B按谐振子模型，双原子分子的振动能级等间隔，振动谱线也等间隔 CN个原子组成的分

7、子有3N-6种简正振动方式，直线形分子有3N-5种 28. 利用Hund第一规则从原子谱项中挑选能量最低的谱项, 首先应当找( C )A S最小的谱项 BL最大的谱项 CS最大的谱项29. 两个原子的轨道在满足对称性匹配和最大重叠的情况下( A )A原子轨道能级差越小，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有利B原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越小，对分子的形成越有利 C原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有30. 环丙烷的C-C成键效率不高，原因是 ( B ) A为适应键角的要求, sp3杂化轨道被迫弯曲到60o，因而产生了“张力”Bsp3杂化轨道在核

8、连线之外重叠形成弯键，重叠效率较差Csp3杂化轨道在核连线之内重叠形成弯键，产生了非常大的“张力”31. Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为 ( A ) A2P3/2 B2P1/2 C2P032. 无论仪器技术怎样改进，分子光谱的谱线总是存在一定的线宽。这种现象可用下列哪一式加以说明？( B )A. x·pxh/4 B. E·h/4 C. =c/33. 水分子B1振动的基包括x和xz, 这种振动 ( C ) A只有红外活性 B. 只有拉曼活性 C. 兼有红外和拉曼活性 34. 欲求Br基组态的谱项，可借助于 ( B ） A. Slater规则 B. 空穴规则

9、 C. Hund规则 35. 分子的三重态意味着该分子 （ B ) A.有一个未成对电子. B.有两个自旋平行电子. C.有三个未成二 填空题1、原子的第一电离势为24.48eV，第二电离势为54.28eV，则其K壳层中两个电子的相互排斥能为 ( 29.8 )2、氢原子的3Px状态的能量为 eV。角动量为 ，角动量在磁场方向的分量为 ；它有 个径向节面， 个角度节面。 2、/2；无确定值；1；1； 3、 的轨道有 个径向节面，有 个角度节面。 1；1。4、氢原子状态的能量是 eV，角动量是 ，角动量在磁场方向（z方向）的分量是 。 4 0。5、He原子的第一电离能是24.62eV，第二电离能是

10、54.4eV，则电子间的相互排 斥能为 eV，其ls电子的屏蔽常数为 ，有效核电荷 为 。5. 29.78eV; 0.3; 1.7。6、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。6、97、氢原子的3Px状态的能量为 eV。角动量为 ;角动量在磁场方向的分量为 ；它有 个径向节面， 个角度节面。7、/2；无确定值；1；18、氟原子的基态光谱项为 8、2p3/2; 9、与氢原子的基态能量相同的Li的状态为 9. 3S，3P，3d10、氢原子3d电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值为_。10 ±h，±2h 11、单个电子自旋角动量的值是_。 11 h12、 列出氢原子或类氢

11、离子的半径值的各个式子:A.平均半径=_,B.径向分布函数极大时的半径r=_ .C.电子云界面图的r0=_ .12. =, 求出r, 求出13、已知:类氢离子He+的某一状态=此状态的n.l.m值分别为_、_、_其能量为_,角动量平方为_.角动量在Z轴方向分量为_. 13. =2,=0,=0, E=-13.6,=0,=0 14、如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数,则可能的轨道为_。 14. 1s 2s 15、单个电子自旋角动量的值是_。 15.16、氢原子的态函数为，轨道能量为 - 1.51 eV ，轨道角动量为 ，轨道角动量在磁场方向的分量为 。17、 = ，若以对作图，则该图是 电子云

12、角度 图，也即表示了电子云在方向上单位立体角内的几率为 。三 简答题1. 已知氢原子的归一化波函数为 (1) 试求其基态能量和第一激发态能量。 (2)计算坐标与动量的平均值。 答案 1. (1) E0=-13.6eV, E1=-3.4eV.    (2) <r>=3a0/2 , <P>=02. 计算氢原子 在 和 处的比值。 2. 1s波函数在r=a0, 2a0处比值为2.718    2 在r=a0, 2a0处比值为7.389.3. 试画出类氢离子 和3dxy轨道轮廓，并指出其节面数及形状。 3. 3dz2

13、, 3dxy 各有2个节面:  3dz2是2个圆锥节面, 3dxy是XZ,YZ面.4. 已知氢原子2pz轨道波函数为     计算2pz轨道能量和轨道角动量；    计算电子离核的平均距离；    径向分布函数的极值位置。 4.   (1) 2p轨道能量为-3.4eV 角动量为       (2) 离核平均距离为 5a0.      (3) 极大值位置为 4a0.5. 已知氢原

14、子2s 轨道波函数为                               试求其归一化波函数。 5. 6. 类氢离子的1s轨道为： ，试求径向函数极大值离核距离，试问He与F6+的极大值位置。 6. ; He+ a0/2, F8+ a0/9.7. 写出Li2离子的Schröding

15、er方程，说明各项的意义，并写出Li2离子2s态的波函数    计算径向分布函数最大值离核距离；    计算1s电子离核的平均距离；    比较2s与2p态能量高低。 7 (1)径向分布函数最大值离核距离 a0/3, (2)电子离核平均距离为 a0/2. (3) 因无电子相关, 2s, 2p态能量相同.8. 写出Be原子的Schrödinger方程，计算其激发态2s12p1的轨道角动量与磁矩。 8. 轨道角动量为1 , 磁矩为 9. 已知N原子的电子组态为1s22s22p3  

16、;  叙述其电子云分布特点；    写出N的基态光谱项与光谱支项；    写出激发态2p23s1的全部光谱项。 9. (1) N 原子价电子层半充满, 电子云呈球状分布.      (2)基态谱项为4S, 支项为4S3/2      (3)2p23s1光谱项: p23P,1D,1S, s12S, 偶合后 4P, 2P, 2D, 2S.10. 写出下列原子的基态光谱项与光谱支项：Al、S、K、Ti、Mn。 10

17、0;.      Al    S    K     Ti    Mn   基态谱项 2P    3P    2S    3F    6S   光谱支项 2P1/2  3P2  2S1/2  3F2   6S5/

18、211. 写出下列原子激发态的光谱项： C1s22s22p13p1        Mg1s22s22p63s13p1            Ti1s22s22p63s23p63d34s1 11. C(2p13p1): 3D, 1D, 3P, 1P, 3S, 1S.      Mg(3s13p1): 3P,1P      Ti(3d34s1): 5F,3F,5P