《物质结构简介》习题答案

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4-1指出以下各电子结构式中，哪一种表示基态原子，哪一种表示激发态原子，哪一种表示是错误的？（1）1s2s

22

1

（2）1s2s2d（3）1s2s2p（4）1s2s2p3s

6

2

6

1

2112122211

（5）1s2s2p

2

4

2

（6）1s2s2p3s3p3d

答：题给电子结构式中，表示基态原子的是：(1)，表示激发态原子的是：(3)(4)(6)，错误表示的是：(2)(5).

知识点：l的取值范围(0,?,n-1)，电子排布三原理（能量最低、鲍利不相容原理和洪特规则）4-2以下各组量子数中，哪组代表基态Al原子最易失去的电子？哪组代表Al原子最难失去的电子？

（1）1,0,0,-1/2（2）2,1,1,-1/2（3）3,0,0,+1/2（4）3,1,1,-1/2（5）2,0,0,+1/2

答：最简单失去的电子是：(4)；最难失去的电子：(1)知识点：同第一题

4-3符合以下每一种状况的各是哪一元素？（1）最外层有6个p电子；（2）在n=4，l=0轨道上的两个电子和n=3，l=2轨道上的5个电子是价电子；（3）3d轨道全充满，4s轨道只有一个电子；（4）+3价离子的电子构型与氩原子实[Ar]一致；（5）在前六周期元素（稀有气体元素除外）中，原子半径最大；（6）在各周期中，第一电离能I1最高的一类元素；（7）电负性相差最大的两个元素；（8）+1价离子最外层有18个电子。

答：(1)除He以外的稀有气体元素（或：除He以外的第0族元素）；(2)3d4s,Mn元素；(3)3d4s,Cu元素；(4)[Ar]3d4s，Sc元素；(5)Cs元素；(6)稀有气体元素（或：第0族元素）；(7)电负性最大的是F(Ne)，电负性最小的是Cs和Fr；(8)第一副族元素。知识点：元素周期表；电离能不要求把握。

易犯错误：①电负性变化规律（教材第119页），虽然不在教学范围，但是此部分内容的理解对后边课程的学习很重要，建议同学们细心把握；②稀有气体是第0或18族，不是第8主族；③电负性最大的元素不是Ne而是F。

4-4指出以下各组中错误的量子数并写出正确的。

（1）3,0,-2,+1/2（2）2,-1,0,-1/2（3）1,0,0,0（4）2,2,-1,-1/25）2,2,2,2答：(1)错误的量子数是m，由于m取值范围是[-l,+l]，因此，当l=0时，m只能为0；(2)错误的量子数为l，由于l取值为[0，n-1]，不能取负值，应当为0或者1；(3)错误的量子数为ms，这个量子数只能取值为?1/2；(4)错误的量子数为l，原因同上，l应当取值为1；(5)前三个量子数至少有一个是错误的，可以把n值改为大于2的自然数；ms取值错误，只能值为?1/2；4-5指出以下各能级对应的n和l值，每一能级包含的轨道各有多少？

10

1

1

2

5

2

2

（1）2p（2）4f（3）6s（4）5d答：每一能级包含的轨道数为2l+1，因此，答案如下表：

能级（1）2p（2）4f（3）6s（4）5dn2465l1302轨道数（2l+1）37154-6写出以下各种状况的合理量子数。

（1）n=(),l=2,m=0,ms=+1/2（2）n=3,l=(),m=1,ms=-1/2（3）n=4,l=3,m=0,ms=()（4）n=2,l=0,m=(),ms=+1/2（5）n=1,l=(),m=(),ms=()

答：（1）大于2的任何自然数；（2）1或者2；（3）1/2或者-1/2；（4）0；（5）0，0，1/2或者-1/2。

知识点：量子数取值范围：n:自然数；l:[0,n-1]；m:[-l,+l]；ms:?1/2。

4-7试将某一多电子原子中具有以下各套量子数的电子，按能量由低到高排序，若能量一致，则排在一起。

(1)(2)(3)(4)(5)(6)n342313l230201m120001ms+-++-+答：能量从低到高顺序为(5)（1）CS2（2）BF3（3）NF3（4）CHCl3（5）SiH4（6）OF2

答：(1)直线性构型，无极性(2)平面三角形构型，无极性(3)三角锥构型，有极性(4)周边体构型，有极性(5)正周边体构型，无极性(6)“V〞型结构，有极性。

知识点：判断分子极性是否存在关键看分子中正负电荷重心是否重合。教材中提到的根据分子结构对称性判断可能会引起误会，不是所有的对称性都能导致正负电荷重心是否重合。建议同学们对常见分子构型的分子极性进行理解记忆。另外，常见分子的杂化类型和分子构型应当能够把握。

4-20指出以下分子间存在着哪种作用力（包括氢键）？

（1）H2—H2（2）HBr—H2O（3）I2—CCl4（4）CH3COOH—CH3COOH（5）NH3—H2O（6）C3H8—CCl4（7）C2H5OH—H2O（8）CO2—H2O（9）HNO3—HNO3（10）H3BO3—H3BO3

答：(1)色散力(2)色散力、诱导力、取向力(3)色散力(4)色散力、诱导力、取向力、氢键(5)色散力、诱导力、取向力、氢键(6)色散力(7)色散力、诱导力、取向力、氢键(8)色散力、诱导力、氢键(9)色散力、诱导力、取向力(10)色散力、氢键。知识点：（1）分子极性同分子间作用力的关系：

非极性分子-非极性分子非极性分子-极性分子极性分子-极性分子色散力√√√诱导力√√取向力√（2）氢键的形成条件（方向性、饱和性），特别需要注意CO2—H2O可以形成分子间氢键、HNO3可形成分子内氢键（10）H3BO3—H3BO3可形成分子间氢键。

4-22选择题

（1）以下晶体中熔化时只需战胜色散力的是_a,f__。(a)HgCl2(b)CH3COOH(c)CH3CH2OCH2CH3(d)SiO2(e)CHCl3(f)CS2

(2)以下分子中，中心原子在成键时以sp不等性杂化的是_b,c_。

3

(a)BeCl2(b)PH3(c)H2S(d)SiH4(3)以下物质的分子间只存在色散力的是_a,e__。

(a)CO2(b)NH3(c)H2S(d)HBr(e)SiH4(f)CHCl2(g)CH3OH

(4)以下各物质化学键中只存在σ键的是_a,c,d_；同时存在σ键和π键的是_b,e,f,g_。(a)PH3(b)乙烯(c)乙烷(d)SiO2(e)N2(f)乙炔(g)CH2O4-23填空：

（1）PF3μ=3.44×10C·m，而BF3μ=0，这是由于PF3的分子构型为三角锥型，是极性分子，而