第三章 原子结构
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原子结构与元素周期律练习题一、选择题 ( 共12题 )1. 第二电离能最大的原子,应该具有的电子构型是……………………………………( ) (A) 1s 22s 22p 5 (B) 1s 22s 22p 6 (C) 1s 22s 22p 63s 1 (D) 1s 22s 22p 63s 22. 关于原子结构的叙述中:①所有原子核均由中子和质子构成;②原子处于基态时,次外层电子不一定是8个;③稀有气体元素,其基态原子最外层有8电子;④最外层电子数为2的原子一定是金属原子。
其中正确叙述是…………………………………………………………………………( ) (A) ①② (B) ②③ (C) 只有② (D) 只有④3. 试判断下列说法,正确的是……………………………………………………………( ) (A) IA ,IIA ,IIIA 族金属的M 3+ 阳离子的价电子都是8电子构型 (B) ds 区元素形成M + 和M 2+ 阳离子的价电子是18+2电子构型 (C) IV A 族元素形成的M 2+ 阳离子是18电子构型(D) d 区过渡金属低价阳离子(+1,+2,+3)是 9 ~ 17 电子构型4. 在各种不同的原子中3d 和4s 电子的能量相比时……………………………………( ) (A) 3d 一定大于4s (B) 4s 一定大于3d (C) 3d 与4s 几乎相等 (D) 不同原子中情况可能不同5. 下列电子构型的原子中, 第一电离能最小的是……………………………………( ) (A) ns 2np 3 (B) ns 2np 4 (C) ns 2np 5 (D) ns 2np 66. 下列各组元素中,电负性依次减小的是………………………………………………( ) (A) K > Na > Li (B) O > Cl > H (C) As > P > H (D) 三组都对7. 核外某电子的主量子数n = 4,它的角量子数l 可能的取值有………………………( )(A) 1个 (B) 2个 (C) 3个 (D) 4个8. 以下第二周期各对元素的第一电离能大小次序不正确的是……………………… ( ) (A) Li < Be (B) B < C (C) N < O (D) F < Ne9. 下列离子半径变小的顺序正确的是………………………………………………… ( ) (A) F - > Na + > Mg 2+ > Al 3+ (B) Na + > Mg 2+ > Al 3+ > F - (C) Al 3+ > Mg 2+ > Na + > F - (D) F - > Al 3+ > Mg 2+ > Na + 10. 按鲍林(Pauling)的原子轨道近似能级图,下列各能级中,能量由低到高排列次序正确的是………………………………………………………………………………………… ( )(A) 3d , 4s , 5p (B) 5s , 4d , 5p (C) 4f , 5d , 6s , 6p (D) 7s , 7p , 5f , 6d11. 量子力学中所说的原子轨道是指…………………………………………………… ( ) (A) 波函数s ,,,m m l n ψ (B) 电子云 (C) 波函数m l n ,,ψ (D) 概率密度12. 在一个多电子原子中,具有下列各套量子数(n ,l ,m ,m s )的电子,能量最大的电子具有的量子数是……………………………………………………………………………… ( ) (A) 3,2,+1,+21 (B) 2,1,+1,-21 (C) 3,1,0,-21(D) 3,1,-1,+21二、填空题 ( 共 7题 )13. Na 原子核最外层电子的四个量子数n , l , m , m s 依次为 ;Sc 原子最外层电子的四个量子数依次为 ;P 原子核外最高能级上的三个电子的量子数分别为 , ,和 。
第三章水氢(下)原子核外的电子是分层运动的:能量较高的电子,在离核较远的电子层上运动;能量较低的电子,在离核较近的电子层上运动。
原子结构示意图:其中:“ ”表示原子核。
“+17”表示原子核内有17个质子(即:核电荷数为+17)“弧线”表示电子层。
“弧线上的数字”表示各电子层上的电子数。
各类元素的原子结构特点:1.稀有气体元素:最外电子层都是8个电子。
(氦是2个电子)2金属元素:最外电子层上的电子数一般少于4个。
故:在化学反应中易于失去电子。
3.非金属元素:最外电子层上的电子数一般多于或等于4个。
在化学反应中易于得到电子。
显然:元素的化学性质和最外层电子数关系非常密切。
.....................离子:带电荷的原子或原子团。
带正电荷的叫:阳离子。
带负电荷的叫:阴离子。
离子化合物:由阴阳离子相互作用而构成的化合物。
共价化合物:由共用电子对形成的化合物。
化合价:由元素的原子间相化合时的数目来决定。
一般不要求记化合价的概念。
正价:元素的原子失去电子或共用电子对偏离的一方显正价。
负价:元素的原子得到电子或共用电子对偏向的一方显正价。
化合价规律:1.任何单质中,元素的化合价都为零。
2.任何化合物中,各元素的化合价的代数和都为零。
3.一般,氢元素的化合价为:‘+1’;氧元素的化合价为:‘-2’;4.一般,金属元素显正价;非金属元素显负价。
但和氧化合时显正价。
化合价的标记方法:正上方,符号在前,“1”不省略。
离子的电荷数的标记方法:右上角,符号在后,“1”必省略。
如何确定化合物中各元素的化合价:总的原则是:任何化合物中,各元素的化合价的代数和都为零。
具体顺序是:先氢氧,后其它;先不变,后可变。
具体例题:参见课本P64 例1 例2如何根据化合价写出物质的化学式:(参见课本P64 例3)按下列步骤进行:(例:写出钠的氧化物的化学式)①写出元素符号:NaO②标出各元素的化合价21-+O Na③化合价数值对角书写,数值为1的应略去不写:即Na2O 但需注意:若化合价数值有公约数时,一般应约简后再写。
二.原子的结构【知识要点】1.汤姆生的葡萄干布丁模型电子的发现,说明原子可以再分割。
在此基础上,汤姆生建立了较有影响的“葡萄干布丁”也叫“枣糕模型”——原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里.2.α粒子散射实验1909-1911年卢瑟福指导其助手用α粒子散射实验否定了汤姆生的原子模型,提出了原子的核式结构模型。
3.原子核式结构模型的提出原子中心有一个极小的核,叫原子核,原子核集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量,带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。
原子核半径的数量级为10-15m,原子半径的数量级是10-10 m。
所以原子核的半径约为原子半径的十万分之一。
这里突出了原子核是很小的,原子内部是很空的。
4“模型”与“结构”模型并不是真实情况的精确复制品,至今为止,我们还无法用肉眼去观测原子的内部结构,只能通过推测去建立模型,正确的模型在一定程度上是原子的内部结构的真实写照,但是很难说是精确的.在建立模型的过程中,常常会忽略一些次要的因素.进行简化,只是留下一些能够反映原物本质的主要因素.但是太阳系的行星结构则不同,我们观察得到,并且我们可以完全确定某一时刻太阳系的行星所处的准确位置.【问题探究】问题1:a粒子散射实验中为什么选用金箔?解答:(1)金的延展性好,容易做成和很薄的箔,实验用的金箔厚度大约是10-7m;(2)金原子到的正电荷多,与a粒子间的库仑力大;(3)金原子质量大约是a粒子质量的50倍,因而惯性大,a粒子运动状态容易改变。
问题2:α粒子的散射实验是怎么做的?α粒子散射实验的装置,可根据课本上的示意图来讲述,主要由放射源、金箔、荧光屏、放大镜和转动圆盘几部分组成。
实验的做法.课文中写得比较简明,重点应指出荧光屏和放大镜能够围绕金箔在一个圆周上转动,从而可以观察到穿过金箔后偏转角度不同的粒子数。
问题3:α粒子的散射实验结果是什么?实验结果用“绝大多数”、“少数”和“极少数”这样的数量形容词来描述。
第三章原子结构习题1.是非判断题1-1基态氢原子的能量具有确定值,但它的核外电子的位置不确定。
1-2微观粒子的质量越小,运动速度越快,波动性就表现得越明显。
1-3原子中某电子的合理的波函数,代表了该电子可能存在的运动状态,该运动状态可视为一个原子轨道。
1-4对于氢原子的1s轨道,不应该理解为电子绕核作圆周运动,因为电子有波粒二象性,它的运动轨道是测不准的。
1-5因为氢原子只有一个电子,所以它只有一条原子轨道。
1-6 p轨道的空间构型为双球形,则每一个球形代表一条原子轨道。
1-7因为在s轨道中可以填充两个自旋方向相反的电子,因此s轨道必有两个不同的伸展方向,它们分别指向正和负。
1-8不同磁量子数m表示不同的原子轨道,因此它们所具有的能量也不相同。
1-9随着原子序数的增加,n、l相同的原子轨道的能量也随之不断增加。
1-10每一个原子中的原子轨道需要有3个量子数才能具体确定,而每一个电子则需要4个量子数才能具体确定。
1-11磁量子数m决定原子轨道在空间的取向。
1-12多电子原子中,电子的能量决定与主量子数n和角量子数l。
1-13主量子n相同,角量子数l不同,随l增大,屏蔽作用增加。
1-14 3个p轨道的能量,形状、大小都相同,不同的是在空间的取向。
1-15磁量子数m=0的轨道都是球形对称的轨道。
1-16氢原子的能级中,4s=4p=4d=4f,而多电子原子中,4s<4p<4d<4f。
1-17主量子数n为4时,有4s,4p,4d,4f四条轨道。
1-18电子云的黑点表示电子可能出现的位置,疏密程度表示电子出现在该范围的机会大小。
1-19描述原子核外电子运动状态的波函数Ψ需要用四个量子数来确定。
1-20一组n,l,m组合可以表达核外电子的一种运动状态。
1-21某原子的价电子构型为2s22p2,若用四个量子数表示2p2两个价电子的运动状态,则分别为2,2,0,-1/2和2,2,1,+1/2。
1-22 Na原子的3s能级与K原子的3s能级具有相同的能量。
第三章 原子结构(习题)一、选择题:1. 3985下列各组表示核外电子运动状态的量子数中合理的是………………………( )(A) n = 3,l = 3 ,m = 2,m s = 21- (B) n = 2,l = 0 ,m = 1,m s =21 (C) n = 1,l = 0 ,m = 0,m s =21 (D) n =0,l = 0 ,m = 0,m s =21- 2. 3984径向概率分布图中,节面的个数等于…………………………………………( )(A) n - l (B) l - m (C) n -l - 1 (D) n - l + 13. 3983核外量子数n = 4,l = 1的电子的个数最多是…………………………………( )(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 64.3980 s , p , d , f 各轨道的简并轨道数依次为……………………………………………( )(A) 1, 2, 3, 4 (B) 1, 3, 5, 7 (C) 1, 2, 4, 6 (D) 2, 4, 6, 85. 3978 径向概率分布图中,概率峰的个数等于………………………………………( )(A) n - l (B) l - m (C) n - l + 1 (D) l - m + 16. 3968 下列原子或离子中,电子从2p 轨道跃迁到1s 轨道放出光的波长最短的是( )(A) Li (B) Cl (C) Fe (D) Fe 2+7. 0911 ψ (3, 2, 1)代表简并轨道中的一个轨道是……………………………………( )(A) 2p 轨道 (B) 3d 轨道 (C) 3p 轨道 (D) 4f 轨道8. 0906 电子云是 ……………………………………………………………………( )(A) 波函数ψ 在空间分布的图形(B) 波函数|ψ | 2在空间分布的图形(C) 波函数径向部分R n , l (r )的图形(D) 波函数角度部分平方Y 2l , m (θ , ϕ)的图形9. 0905 下列各组量子数中,合理的一组是…………………………………………( )(A) n = 3, l = 1, m l = +1, m s = +21 (B) n = 4, l = 5, m l = -1, m s = +21(C) n = 3, l = 3, m l = +1, m s = -21 (D) n = 4, l = 2, m l = +3, m s = -2110. 0903 在H 原子中,对r = 0.53A (10-8cm) 处的正确描述是……………………( )(A) 该处1s 电子云最大 (B) r 是1s 径向分布函数的平均值(C) 该处为H 原子Bohr 半径 (D) 该处是1s 电子云界面11. 4371 在周期表中,氡(Rn, 86号)下面一个未发现的同族元素的原子序数应该是………( )(A) 140 (B) 126 (C) 118 (D) 10912. 7005 18电子构型的阳离子在周期表中的位置是………………………………( )(A) s 和p 区 (B) p 和d 区 (C) p 和ds 区 (D) p ,d 和ds 区13. 3982 按鲍林(Pauling)的原子轨道近似能级图,下列各能级中,能量由低到高排列次序正确的是………………………………………………………………………………… ( )(A) 3d , 4s , 5p (B) 5s , 4d , 5p (C) 4f , 5d , 6s , 6p (D) 7s , 7p , 5f , 6d14. 3970下列阳离子基态的电子组态中属于 [Kr]4d 6的是…………………………… ( )(A) Tc + (B) Rh 3+ (C) Rh 2+ (D) Cd 2+15. 3944 原子序数为1 ~ 18的18种元素中,原子最外层不成对电子数与它的电子层数相等的元素共有……………………………………………………………………………… ( )(A) 6种 (B) 5种 (C) 4种 (D) 3种16. 3936 关于原子结构的叙述中:①所有原子核均由中子和质子构成;②原子处于基态时,次外层电子不一定是8个;③稀有气体元素,其基态原子最外层有8电子;④最外层电子数为2的原子一定是金属原子。
其中正确叙述是…………………………………()(A) ①②(B) ②③(C) 只有②(D) 只有④17. 3917 下列离子中具有顺磁性的是…………………………………………………()(原子序数:Al 13,K 19,Mn 25,Zn 30 )(A) K+(B) Mn2+(C) Zn2+(D) Al3+18. 0933 下列各组数字都是分别指原子的次外层、最外层电子数和元素的一种常见氧化态,最符合硫的情况的一组是……………………………………………………………()(A) 2,6,-2 (B) 8,6,-2 (C) 18,6,+4 (D) 2,6,+619. 0932 下列离子的电子构型可以用[Ar]3d6表示的是………………………………()(A) Mn2+(B) Fe3+(C) Co3+(D) Ni2+20. 0927 元素周期表中第七周期零族元素的原子序数应是…………………………()(A) 104 (B) 118 (C) 150 (D) 17221. 0924 在各种不同的原子中3d和4s电子的能量相比时……………………………()(A) 3d一定大于4s(B) 4s一定大于3d(C) 3d与4s几乎相等(D) 不同原子中情况可能不同22. 0975 Li、Be、B原子失去一个电子,所需要的能量相差不是很大,但最难失去第二个电子的原子估计是……………………………………………………………………()(A) Li (B) Be (C) B (D) 都相同23. 0974 下列各组元素原子的第一电离能递增的顺序正确的为……………………()(A) Na < Mg < Al (B) He < Ne < Ar (C) Si < P < As (D) B < C < N24. 0973 下列各组元素的电负性大小次序正确的是…………………………………()(A) S < N < O < F (B) S < O < N< F (C) Si < Na < Mg < Al (D) Br < H < Zn25. 0972 下列各组元素中,电负性依次减小的是………………………………………()(A) K > Na > Li (B) O > Cl > H (C) As > P > H (D) 三组都对26. 0954 下列元素电负性大小顺序中,正确的是………………………………………()(A) Be > B > Al > Mg (B) B > Al > Be ≈ Mg(C) B > Be ≈ Al > Mg (D) B ≈ Al < Be < Mg27. 3943 下列元素中,原子半径最接近的一组是……………………………………()(A) Ne,Ar,Kr,Xe (B) Mg,Ca,Sr,Ba(C) B,C,N,O (D) Cr,Mn,Fe,Co28.3940 镧系收缩的结果,使得很难分离的一对元素是………………………………()(A) Zr 与Nb (B) Cr 与W (C) Nb 与Ta (D) Pd 与Pt29. 0953 下列离子半径变小的顺序正确的是…………………………………………()(A) F- > Na+ > Mg2+ > Al3+(B) Na+ > Mg2+ > Al3+ > F-(C) Al3+ > Mg2+ > Na+ > F-(D) F- > Al3+ > Mg2+ > Na+30. 3947 以下第二周期各对元素的第一电离能大小次序不正确的是………………()(A) Li < Be (B) B < C (C) N < O (D) F < Ne二、填空题:1. 3956 符号4d表示电子的主量子数n=________,角量子数l=________,此轨道最多有_______种空间取向,最多容纳________个电子。
2. 3931某原子轨道的径向分布如下图所示,若已知表示该轨道的主量子数n为3,则其角量子数l为____________。
D(r)r3. 3925 由于屏蔽效应和钻穿效应的结果,使多电子原子中的轨道能级发生了_______________现象。
4. 0986Li原子基态3个电子的四个量子数是__________________________________________ _____________________________________________________________________________。
5. 0982 微观粒子的运动和宏观物体运动的重要区别是_______________________________________________________________________________ _________________________________。
6. 0978 将氢原子核外的1s电子激发到2s或2p,前者所需能量________后者所需能量;若将氦原子核外一个1s电子激发到2s或2p时,前者所需能量______后者所需能量。
7. 0918基态氢原子1s电子在原子核附近_________________最大;在r = 53 pm 处__________最大。
当两个氢原子结合成一个双原子分子时,核间距的一半称为氢原子的__________半径;它的值比53 pm __________。
8. 0917 波函数ψ是描述_________________________数学函数式,它和____________是同义词。
|ψ|2的物理意义是____________,电子云是____________的形象化表示。
9. 6900 40号元素的名称是,元素符号为,电子构型为。
10. 3997 p轨道为半满的最轻元素是;有两个未成对的3p电子的元素是。
11. 3957某元素的最高氧化态为+5,原子的最外层电子数为2,原子半径是同族元素中最小的。
则该元素的:(1) 原子的核外电子排布式为______________________________________;(2) +3价离子的外层电子排布式为__________________________________。