《物质结构》习题答案
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上海海洋大学 基础化学 习题答案 熊振海
物质结构
对应习题：王仁国主编 《无机及分析化学》第1版 第四章
1.氮原子的价电子构型是2s2
2p3
，试用4个量子数分别表明每个电子的运动状态。
解：n=2；l=0，1；m=0，±1；m
s=1
2±；
2.下列各组轨道中，哪些是简并轨道？简并度是多少？
(1)氢原子中2s，2p
x，2p
y，2p
z，3p
x。
(2)He+
离子中4s，4p
x，4p
z，4d
xy，5s，5p
x。
(3)Sc原子中2s，2p
x，2p
z，2p
y，3d
xy，4s。
解：（1）2s，2p
x，2p
y，2p
z是简并轨道，简并度是4；
（2）4s，4p
x，4p
z，4d
xy是简并轨道，简并度是4；
（3）2p
x，2p
z，2p
y是简并轨道，简并度是3；
3.下列各原子的电子层结构何者属于基态、激发态或不正确的？
(1)1s2
2s1
2p2
；
(2)1s2
2s1
2d1
；
(3)1s2
2s2
2p4
3s1
； (4)1s2
2s2
2p6
3s2
3p3
；
(5)1s2
2s2
2p8
3s1
； (6)1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
4s1
。
解：原子的电子层结构属于基态的是：（4），（6）
原子的电子层结构属于激发态的是：（1），（3）
原子的电子层结构属于不正确的是：（2），（5）
4.在氢原子中，4s和3d哪一个轨道能量高？19号元素钾的4s和3d哪个能量高？
并说明原因。
解：氢原子中4s轨道的能量高，因为氢原子是单电子体系，其能量不受l的影
响，只与n有关，n越大其能量越高；19号元素钾的3d比4s能量高，主要是因
为多电子体系由于屏蔽效应和钻穿效应，发生能级交错。
5.写出下列原子和离子的电子结构式。
(1)Cu(z=29)和Cu+
(2)Fe(z=26)和Fe3+
(3)Ag(z=47)和Ag+
(4)I (z=35)和I-
解：（1）Cu(z=29)：[Ar]3d10
4s1
和Cu+
：[Ar]3d10
（2）Fe(z=26)：[Ar]3d6
4s2
和Fe3+
：[Ar]3d5
上海海洋大学 基础化学 习题答案 熊振海
（3）Ag(z=47)：[Kr]4d10
4s1
和Ag+
：[Kr]4d10
（4）I (z=35) ：[Ar]3d10
4s2
4p5
和I-
：[Ar]3d10
4s2
4p6
6.某一元素的原子序数为24，试问：
(1)核外电子总数是多少？ (2)它的电子排布式？
(3)价电子层结构； (4)元素所处的周期、族、区？
解：(1)核外电子总数是24
(2)它的电子排布式：1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
4s1
(3)价电子层结构：3d5
4s1
(4)元素所处的四周期、ⅥB族、d区
7.AⅠ族和BⅠ族最外层电子数虽然都为1，但它们的金属性却不同，为什么？
解：AⅠ族其价层电子构型为ns1
，属于活泼金属，容易失电子并形成稀有气体
结构1s2
或ns2
np6
稳定结构，而BⅠ族外层电子构型为(n-1)d10
ns1
，原子半径比同
周期的ⅠA族小，有效核电荷数大，不易失去外层电子，故金属性比AⅠ族差。
8.不用查表，判断下列各组中原子或离子半径谁大？试解释之。
(1)H与N (2)Ba与Sr (3)Cu与Ni (4)Na与Al (5)Fe2+
与Fe3+
解：(1)N的原子半径大，H的原子半径在元素周期表中的半径是最小的，N的原
子半径比H大；
(2)Ba的原子半径大，同一主族，从上到下，原子依次半径增大；
(3)Cu的原子半径大，因为Cu具有d10
电子构型，有较大的屏蔽作用，所以原子
半径略有增加；
(4)Na的原子半径大，同一周期，随着核电荷数的增加，原子核对外层电子的吸
引力也增加，使得原子半径逐渐减小。
(5)Fe2+
的原子半径大，同一元素，失电子越多，核电荷对于外层的电子的吸引力
越大，半径越小。
9.某元素的最高正价为+6，最外层电子数为1，原子半径是同族中最小的，试写
出该元素的电子结构式、名称及元素符号。
解：该元素的电子结构式[Ar]3d5
4s1
、名称铬及元素符号Cr。
10.某元素其原子最外层有2个电子，次外层有13个电子，问此元素在周期表中
应属哪族？最高正价是多少？是金属还是非金属？ 上海海洋大学 基础化学 习题答案 熊振海
解：应该属于ⅦB簇，最高正价+7，金属。
11.有第四周期的A、B、C、D四种元素，它们的价电子数依次为1、2、2、7，
且原子序数A、B、C、D依次增大，已知A与B的次外层电子数为８，C与D
次外层电子数为18，试问：
(1)那些是金属元素？
(2)A、B、C、D的原子序数及电子结构式是什么？
(3)B、D两元素，问能否形成化合物？写出分子式。
解：(1) A、B、C是金属元素。
(2)A：原子序数19，[Ar] 4s1
； B：原子序数20，[Ar] 4s2
；
C：原子序数30，[Ar]3d10
4s2
； D：原子序数35，[Ar] 4s2
4p5
。
(3)B、D两元素，能形成化合物，分子式为CaBr
2。
12.指出下列各组化合物中，哪个化合物的价键极性最大？哪个的极性最小？
(1)NaCl MgCl
2 AlCl
3 SiCl
4 PCl
5 (2) LiF NaF RbF CsF
(3) HF HCl HBr HI
(4) CH
3F CH
3Cl CH
3Br CH
3I
解：（1）NaCl极性最大，PCl
5极性最小； （2）CsF极性最大，LiF极性最小；
（3）HF极性最大，HI极性最小； （4）CH
3F极性最大，CH
3I极性最
小；
13.分析下列各分子的中心原子的杂化轨道类型和指出各化学键的键型(σ键或π
键)。
(1)HCN中三个原子在一条直线上；
(2)H
2S中三个原子不在一条直线上。
解：（1）是sp杂化，σ键和π键
（2）是sp3
杂化，σ键
14.指出下列分子的中心原子可能采取的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。
BBr
3、SiCl
4、PH
3
解：BBr
3：sp2
杂化，平面正三角形；
SiCl
4：sp3
等性杂化，正四面体；
PH
3：sp3
不等性杂化，三角锥形。
15.根据键的极性和分子几何构型，推断下列分子哪些是极性分子？哪些是非极上海海洋大学 基础化学 习题答案 熊振海
性分子？Ne Br
2 HF NO H
2S (V字型) CS
2(直线型) CHCl
3(四面体)
CCl
4(正四面体) BF
3(平面三角形) NH
3(三角锥形)
解：极性分子： HF NO H
2S (V字型) CHCl
3(四面体) NH
3(三角锥形)
非极性分子： Ne Br
2 CS
2(直线型) CCl
4(正四面体) BF
3(平面三角形)
16.判断下列分子的偶极矩是否为零？
(1)Ne (2)Br
2 (3))HF (4)NO (5)H
2S (6)SiH
4 (7)CH
3Cl
解：(1)Ne (2)Br
2 (6)SiH
4 的偶极矩为零，其余不为零。
17.NO
2 、CO
2、SO
2的键角分别为130°、180°、120°，试判断其中心原子的杂
化类型。
解： sp2
杂化，sp杂化，sp2
杂化，
18.说明下列每组分子之间存在着什么形式的分子间力。
(1)乙烷和CCl
4 (2)乙醇和水 (3)苯和甲苯 (4)CO
2和水
解：（1）色散力，（2）取向力、诱导力、色散力、氢键（3）色散力（4）色散力，
诱导力
