无机化学第五章习题参考答案

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第五章 原子结构与元素周期律

1、 下列说法是否正确,为什么?

(1) 主量子数为1时,有两个方向相反的轨道;

(2) 主量子数为2时,有2s,2p两个轨道;

(3) 主量子数为2时,有4个轨道,即2s,2p,2d,2f;

(4) 因为H原子中只有一个电子,故它只有一个轨道;

(5) 当主量子数为2时,其角量子数只能取一个数,即l =1;

(6) 任何原子中,电子的能量只与主量子数有关。

2、试判断下表中各元素原子的电子层中的电子数是否正确,错误的予以更正,并简要说明理由。

原子序数 K L M N O P

19 2 8 9

22 2 10 8 2

30 2 8 18 2

33 2 8 20 3

60 2 8 18 18 12 2

3、第6能级组有哪些能级?分别用量子数或轨道符号表示:

4、试讨论在原子的第4电子层(N)上:

(1)亚层数有多少?并用符号表示各亚层。

(2)各亚层上的轨道数分别是多少?该电子层上的轨道总数是多少?

(3)哪些轨道是等价轨道? 5、写出与下列量子数相应的各类轨道符号,并写出其在近似能级图中的前后能级所对应的符号:

(1)n=2, l=1

(2) n=3, l =2

(3) n=4, l =0

(4) n=4, l =3

6、在下列各项中,填入合适的量子数:

(1)n=?, l=2, m=0, ms=±1/2

(2)n=2, l=?, m=-1, ms=±1/2

(3)n=4, l=?, m=+2, ms=±1/2

(4)n=3, l=0, m=?, ms=±1/2

7、指出下列假设的电子运动状态(依次为n,l,m, ms),哪几种不可能存在?为什么?

(1)3,2,+2,+1/2 (2)2, 2, -2, +1/2

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

(5) 4, 3, -1, 1

8、原子吸收能量由基态变成激发态时,通常是最外层电子向更高的能级跃迁。试指出下列原子的电子排布中,哪些属于基态或激发态,哪些是错误的。

(1)1s2 2s2 2p1 (2)1s2 2s2 2p62d1

(3) 1s22s22p43s1 (4) 1s2 2s4 2p2

9、写出原子序数为45,52,79各元素的原子核外电子排布式及其价层电子构型。

10、指出下列各原子中的未成对电子数:

(1)As (2) Sn (3) Mn (4) Ba

11、填充下表:

离子符号 价层电子结构 未成对电子数

Cr3+

Fe3+

Bi3+

12、写出Ti,V,Cr原子的电子排布式,指出其电子在d轨道的排布情况。如果各失去2个 ,成为Ti2+,V2+和Cr2+,其离子的电子排布式又如何?这种结果说明什么问题?

13、某元素的原子序数为35,试回答:

(1)其原子中的电子数是多少?有几个未成对电子?

(2)其原子中填有电子的电子层、能级组、能级、轨道各为多少?价电子数有几个?

(3)该元素属于第几周期、第几族?是金属还是非金属?最高氧化值是多少?

14、完成下表(不看周期表):

价层电子构型 区 周期 族 原子序数 最高氧化值 电负性相对大小

4s1

3s23p5 3d34s2

5d106s1

15、完成下表(不看周期表):

原子序数(Z) 电子层结构 价层电子结构 区 周期 族 金属或非金属

[Ne]3s23p5

4d55s1

6 ⅡB

88

16、写出下列元素的名称,符号和核外电子排布式,并指出它们在周期表中的位置:

(1)第一种副族元素 (2)第一种p区元素

(3)第一种ds区元素 (4)第4周期的第6种元素

(5)最外层为5s1,次外层d轨道半充满的元素

(6)4p半充满的元素 (7)第一种f区元素

(8)电负性最大的元素 (9)原子半径最大的元素

(10)3d轨道全充满,4s轨道上有1个电子的元素

17、第4周期的某两元素,其原子失去3个电子后,在角量子数为2的轨道上的电子:(1)恰好填满(2)恰好半充满。试推断对应两元素的原子序数和元素符号。

18、某元素原子的最外层上仅有1个电子,此电子的量子数是n=4,l=0,m=0,ms=+1/2(或-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)写出相应元素的元素符号和电子排布式,并指出其价层电子结构及在周期表中的区和族。

19、不看周期表,试推断下列每组原子中哪一个原子具有较大的电负性值:

(1)17和19 (2)37和55 (3)8和14

20、有A,B,C,D四种元素,其价层电子数依次为1,2,6,7,其电子层数依次减少一层,已知D-的电子层结构与Ar原子相同,A和B的次外层各只有8个电子,C次外层有18个电子。试判断这四种元素:

(1)原子半径由小到大的顺序;

(2)电负性由小到大的顺序;

(3)金属性由弱到强的顺序。

21、试讨论并解释:

(1)原子半径在短周期主族元素、d区元素和f区元素从左到右的变化特点;

(2)原子半径在主族各族和副族左半部分(即ⅢB~ⅦB)自上而下的变化特点。

22、写出周期表各族元素的价层电子构型通式,并简述其与各族元素最高氧化值的一般关系。