原子结构和元素周期律

1、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. 定性画岀s, p, d所有等价轨道的角度分布图。3. 以下各组量子数哪些是不合理的？为什么？ n=2,丨=1,m =0 ；(2) n=2,丨=2, m =_1；(3) n =3,丨=0, m =0 ； n=3,丨=1,m = 1 ；(5)n2,l 0, m - 一1；(6) n =2,丨3, m =2。解(2), (5), (6)组不合理。因为量子数的取值时要求丨 n , m 叩。4. 用合理的量子数表示(1) 3d能级；2pz原子轨道；(3)4s1电子。解(1)3d能级的量子数为：n = 3, I = 2

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,叫=:丄。5. 在以下各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。(1)n=?,l=2,m=0, ms = +1/2 ；n=2,l=?,m=1, ms =1/2;n=4,l=2,m=0, ms = ?；n=2,l=0,m=?, ms = +1/2 o解(1)n正1 整数；(2)l = 1 ；ms = +?(或 _?)；m = 0o6. 以下轨道中哪些是等价轨道？2s, 3s, 3px, 4px, 2px , 2py, 2pz。解 对氢原子：(n相同)(2s

3、, 2px, 2py, 2pz); ( 3s, 3px 3s, 3px)。对多电子原子：(n、l相同)(2px, 2py, 2pz)。7. 以下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：1s22py2o解 错，违背泡利不相容原理，应为(1s)2(2s)2(2p)1；错，违背洪特规那么，应为(1s)2(2s)2(2px)1(2py)1 (2pz)1 ；2 2(3)错，违背能量最低原理，应为(1s) (2s) o8. 以下情况下可容纳的最大电子数是多少？(1) n=4层上；(2)4f亚层上；(3)最大主

4、量子数为4的原子中。解 2n =2 4 =32 ； (2)14 ； (3)36个(Kr)或46个(Pd为洪特规那么的特例：4s 4p 4d )9. 在以下电子分布中哪种属于原子的基态？明陆中属于原子的激发态？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) o10. (1)试写出s、p、d及ds区元素的价层电子构型。

5、根据以下各元素的价电子构型，指岀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)3d 104s1 ； (E)3d54s1； (F)4s24p6。解 (1)s区：ns12 ； p 区：ns2np16 ； d 区：(n -1)d19ns12 (Pd例外)；ds区：(n -1)d1°ns12。(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写岀基态时可能存在

6、的与以下各电子结构相应的原子符号和离子符号。(!) 1s22s22p63s23p5 ； (2) 1s22s2 2p63s23p6 3d104s2 4p64d8 ；(3) 1s2 2s22p63s23p63d104s24p64d105s2 (4) 1s2 2s22p6解 Cl ； (2) Pd2 (因为没有5s电子，所以无中性原子);(3) Cd, Sn2+ 或 Sb3+ ; Ne, F O2 匚N3 = Na ；Mg 2 ,Al3 '。12.写出以下电子构型： Ar和S2-； (2) Fe和Ni2 '；哪一对是等电子体？为什么？解 (1)均为 1s22s22p63s23p6 ；

7、 (2) Fe:1s22s22p63s23p63d64s2, Ni2 I1s22s22p63s23p63d8 ；Ar和S -是一对等电子体，而 Fe和Ni2 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，并指岀它将属于哪个周期、哪个族？可能与哪个元素的最为相似?(2) 第七周期最后一种元素的原子序数是多少？解(1)Rn 5f 146d107s27p2,第7周期，W A族元素，与Pb的性质最相似。(2) Rn 5f 146d107s27p6,原子序数为 118。14. 填空题(1) 某元素+2价离子的电子分布式为1s22s22p63s23p63d10

8、，该元素在周期表中所属的分区 为。符合以下电子结构的元素，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 Cu15. 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1121536080解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111Ne3s 12, 8, 1三I As金属211 2Ar3d '4s22, 8, 9, 2四山Bd金属53Kr4d 105s2

9、5p52, 8, 18, 18, 7五W Ap非金属6042Xe4f 46s22, 8, 18, 22, 8, 2六山Bf金属8014102Xe4f 5d103s22, 8, 18, 32, 18, 2六n Bds金属16.设有元素A，电子最后填入3p亚层，其最低氧化数为-1 ;元素B，电子最后填入4d亚层，其最高氧化数为+6，填表答复以下问题:元素电子分布原子序数单电子数周期族区AB解元素电子分布原子序数单电子数周期族区ANe 3s3p5171三VIIAPB51Kr 4d55s1426五VIBd17. 有第四周期的A , B , C三种元素，其价电子数依次为1 , 2, 7,其原子序数按 A

10、, D, C顺序 增大。巳知A，B次外层电子数为8，而C的次外层电子数为18，根据结构判断：(1) 哪些是金属元素？(2) C与A的简单离子是什么？(3) 哪一元素的氢氧化物碱性最强 ？(4) B与C两元素键间能形成何种化合物？试写出化学式。解 A 为 K； B 为 Ca； C 为 Br。(1)A(K)、B(Ca) ； (2)(C 仔了、A+(K+)； (3)A(K0H) ； (4)BC2(CaBr2)。18. 元素原子的最外层仅有一个电子，该电子的量子数是，n = 4，1=0, m =o， ms = +1/2，问：(1) 符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少(2) 写岀相应元素原子

11、的电子分布式，并指岀在周期表中的位置。解 有三种，原子序数分别为19K、24Cr、29Cu;原子序数电子分布式周期族区19彳 2c 2c11s 2s2p 3s 3p 4s四I As24彳 2c 2c 6c 2 c 6cj5 /11s 2s 2p 3s 3p 3d 4s四W Bd29/226门 26.111s2s 2p 3s 3p 3d 4s四I Bds19. 设有元素A、B，C，D，E、G、M，试按以下所给的条件，推断它们的元素符号及在周期表中的 位置(周期、族)，并写岀它们的价层电子构型。(1) A、B，C为同一周期的金属元素， C有三个电子层，它们的原子半径在所属周期中为最大， 并且A&g

12、t; B >C ;(2) D，E为非金属元素，与氢化合生成HD和HE，在室温时D的单质为液体，E的单质为固体;(3) G是所有元素中电负性最大的元素；(4) M为金属元素，它有四个电子层，它的最高氧化数与氯的最高氧化数相同。解元素代号元素符号周期族价层电子构型ANa三I A3s1BMg三n A3s2CAl三山A3s23p1DBr四W A4s24p5EI五W A5s25p5GF一W A2s22p5MMn四W B3d54s220. 有A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1， 2， 6，7，其电子层数依次减少。D的电子层结构与Ar原子相同，A和B次外层各只有8个电子，C次外层有18个电子。

13、试判断这四种元素。(1) 原子半径由小到大的顺序；(2) 第一电离能由小到大的顺序；(3) 电负性由小到大的顺序；(4) 金属性由弱到强的顺序；(5) 分别写出各元素原子最外层的l=0的电子的量子数。解 A、B、C、D这四种元素分别如下表：元素符号周期族价层电子层结构ACs6IA1s1BSr5IIA1s2CSe4VIA4s24p4DCl3VIIA3s23p5原子半径：D<C<BvA (ClvSe<Sr<Cs)(2)第一电离能：A<B<C<D (Cs<Sr<Se<C I)(3) 电负性：A<B<C<D (Cs<Sr<Se<CI)(4)金属性：D<C<B<A (CI<Se<Sr<Cs)21. 不参看周期表，试推测以下每一对原子中