第一章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

1、第一章物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 1-1 在自然界中氫有三種同位素，氧也有三種同位素，問：總共有種含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不計(jì)，問：不計(jì)3H時(shí)天然水中共有多少種同位素異構(gòu)水分子？1-2 天然氟是單核素（19F）元素，而天然碳有兩種穩(wěn)定同位素（12C和13C），在質(zhì)譜儀中，每一質(zhì)量數(shù)的微粒出現(xiàn)一個(gè)峰，氫預(yù)言在質(zhì)譜儀中能出現(xiàn)幾個(gè)相應(yīng)于CF4+的峰？1-3 用質(zhì)譜儀測(cè)得溴得兩種天然同位素的相對(duì)原子質(zhì)量和同位素豐度分別為79Br 789183占50。54%，81Br 80。9163占49。46%，求溴的相對(duì)原子質(zhì)量（原子量）。1-4 鉈的天然同位素203Tl和205Tl的核素質(zhì)量分別為202。97u

2、和204。97u，已知鉈的相對(duì)原子質(zhì)量（原子量）為204。39，求鉈的同位素豐度。1-5 等質(zhì)量的銀制成氯化銀和碘化銀，測(cè)得質(zhì)量比m（AgCl）：m（AgBr）=1。63810：1，又測(cè)得銀和氯得相對(duì)原子質(zhì)量（原子量）分別為107。868和35。453，求碘得相對(duì)原子質(zhì)量（原子量）。1-6 表1-1中貝采里烏斯1826年測(cè)得的鉑原子量與現(xiàn)代測(cè)定的鉑的相對(duì)原子質(zhì)量（原子量）相比，有多大差別？1-7 設(shè)全球有50億人，設(shè)每人每秒數(shù)2個(gè)金原子，需要多少年全球的人才能數(shù)完1mol金原子（1年按365天計(jì)）？1-8 試討論，為什么有的元素的相對(duì)質(zhì)量（原子量）的有效數(shù)字的位數(shù)多達(dá)9位，而有的元素的相對(duì)原子

3、質(zhì)量（原子量）的有效數(shù)字卻少至34位？1-9 太陽系，例如地球，存在周期表所有穩(wěn)定元素，而太陽卻只開始發(fā)生氫燃燒，該核反應(yīng)的產(chǎn)物只有氫，應(yīng)怎樣理解這個(gè)事實(shí)？1-10 中國(guó)古代哲學(xué)家認(rèn)為，宇宙萬物起源于一種叫“元?dú)狻钡奈镔|(zhì)，“元?dú)馍庩?，陰陽生萬物”，請(qǐng)對(duì)比元素誕生說與這種古代哲學(xué)。1-11 “金木水火土”是中國(guó)古代的元素論，至今仍有許多人對(duì)它們的“相生相克”深信不疑。與化學(xué)元素論相比，它出發(fā)點(diǎn)最致命的錯(cuò)誤是什么？1-12 請(qǐng)用計(jì)算機(jī)編一個(gè)小程序，按1.3式計(jì)算氫光譜各譜系的譜線的波長(zhǎng)（本練習(xí)為開放式習(xí)題，并不需要所有學(xué)生都會(huì)做）。 n1 n21(來曼光譜) 1 2 3 4 波長(zhǎng)2（巴爾麥譜系）

4、 1 2 3 4波長(zhǎng)3（帕遜譜系） 1 2 3 4波長(zhǎng)4（布來凱特譜系） 1 2 3 4波長(zhǎng)5（馮特譜系） 1 2 3 4波長(zhǎng)1-13 計(jì)算下列輻射的頻率并給出其顏色：（1）氦-氖激發(fā)光波長(zhǎng)633nm；（2）高壓汞燈輻射之一435。8nm；（3）鋰的最強(qiáng)輻射670。8nm。1-14 Br2分子分解為Br原子需要的最低離解能為190KJ。mol-1 ，求引起溴分子解離需要吸收的最低能量子的波長(zhǎng)與頻率。-1 ？1-16 當(dāng)頻率為 1.0×10-15Hz 的輻射照射到金屬銫的表面，發(fā)生光電子效應(yīng)，釋放出的光量子的動(dòng)能為 5.2×10-19 ，求金屬銫釋放電子所需能量。 1-17

5、變色眼鏡因光照引起玻璃中的氯化銀發(fā)生分解反應(yīng)AgCl-Ag+Cl ，析出的銀微粒導(dǎo)致玻璃變暗，到暗處該反應(yīng)逆轉(zhuǎn)。已知該反應(yīng)的能量變化為310KJ.mol-1 ，問：引起變色眼鏡變暗的最大波長(zhǎng)為多少？1-18 光化學(xué)毒霧的重要組分之一NO2 解離為NO 和O2 需要的能量為305KJ.mol-1，引起這種變化的光最大波長(zhǎng)多大？這種光屬于哪一種輻射范圍（可見，紫外，X光等等）？已知射到地面的陽光的最短波長(zhǎng)為320nm，NO2 氣體在近地大氣里會(huì)不會(huì)解離？1-19 氫原子核外電子光譜中的萊曼光譜中有一條譜線的波長(zhǎng)為103nm，問：它相應(yīng)于氫原子核外電子的哪一個(gè)躍遷？1-20 氦首先發(fā)現(xiàn)于日冕。186

6、8年后30年間，太陽是研究氦的物理，化學(xué)性質(zhì)的唯一源泉。（a）觀察到太陽可見光譜中有波長(zhǎng)為4338A，4540A，4858A，5410A，6558A 的吸收（1A=10-10m來分析，這些吸收是由哪一種類氫原子激發(fā)造成的？是 He，He +還是He2+ ？（b）以上躍遷都是由ni=4向較高能級(jí)（nf）的躍遷。試確定 nf 值，求里德堡常數(shù)RHei+。（c）求上述躍遷所涉及的粒子的電離能I（Hej+），用電子伏特為單位。（d）已知 I（He+）/ I（He）=2.180。這兩個(gè)電離能的和是表觀能A（He2+），即從He得到He2+的能量。A（He2+）是最小的能量子。試計(jì)算能夠引起He 電離成H

7、e2+ 所需要的最低能量子。在太陽光中，在地球上，有沒有這種能量子的有效源泉？（c=2.997925×108 ms-1;h=6.626×10-34×1014Hz） 1-21 當(dāng)電子的速度達(dá)到光速的20.0%時(shí)，該電子的德布羅意波長(zhǎng)多大？ 鋰原子（質(zhì)量7.02amu）以相同速度飛行時(shí)，其德布羅意波長(zhǎng)多大？1-22 壘球手投擲出速度達(dá)152Km.h-1質(zhì)量為142g的壘球，求德布羅意波長(zhǎng)。 1-23 處于KLM 層的最大可能數(shù)目各為多少？1-24 以下哪些符號(hào)是錯(cuò)誤的？（a）6s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-25 描述核外電子空間運(yùn)動(dòng)

8、狀態(tài)的下列哪一套量子數(shù)是不可能存在的？ n l m n l m n l m n l m 2 0 0 1 1 0 2 1 -1 6 5 5 1-26 以下能級(jí)的角量子數(shù)多大？(a)1s (b)1p (c)4d (d)2d (e)3p (f)3f1-27 4s5p6d7f5g 能級(jí)各有幾個(gè)軌道？1-28 根據(jù)原子序數(shù)給出下列元素的基態(tài)原子的核外電子組態(tài)： (a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33)1-29 若構(gòu)造原理對(duì)新合成的及未合成的人造元素仍有效，請(qǐng)預(yù)言第118和166號(hào)元素在周期表中的位置（注：1999年美國(guó)宣布合成了118 號(hào)元

9、素及其衰變產(chǎn)物116號(hào)元素，但2001年因不能重復(fù)而收回該報(bào)道）。1-30 給出下列基態(tài)原子或離子的價(jià)電子層電子組態(tài)，并用方框圖表示軌道，填入軌道的電子則用箭頭表示。(a)Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f)Fe3+ (g)As3+ 1-31 下列哪些組態(tài)符合洪特規(guī)則？1s 2s 2p 3s 3p 1-32 以下哪些原子或離子的電子組態(tài)是基態(tài)激發(fā)態(tài)還是不可能的組態(tài)？ （a）1s22s2 （b）1s23s1 （c）1s23d3 （d）Ne3s23d1 （e）Ar3d24s2 （f）1s22s22p63s1 （g）Ne3s23d12 （f）Xe4f7 （ g）Ar3d61-

10、33 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 的基態(tài)的最外層電子組態(tài)與次外層電子組態(tài)分別如何？1-34 以下+3價(jià)離子哪些具有8電子外殼？Al3+ , Ga3+, Bi3+, Mn3+, Se3+1-35已知電中性的基態(tài)原子的價(jià)電子層電子組態(tài)分別為：（a） 3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1 試根據(jù)這個(gè)信息確定它們?cè)谥芷诒碇袑儆谀膫€(gè)區(qū)？哪個(gè)族？哪個(gè)周期？1-36 根據(jù)Ti Ge Ag Rb Ne 在周期表中的位置，推出它們的基態(tài)原子的電子組態(tài)。 1-37有人推測(cè)尚未合成的第114號(hào)元素有相當(dāng)穩(wěn)定的同位素，恰處在不穩(wěn)定核素的“海洋”中浮起的一群較穩(wěn)定核

11、素的“島嶼”的中心。問：114號(hào)元素是第幾周期第幾族元素？它的可能氧化態(tài)？1-38 若推導(dǎo)基態(tài)原子電子組態(tài)的構(gòu)造原理對(duì)未合成的重元素仍然適合，請(qǐng)問：第8周期的最后一個(gè)元素的原子序數(shù)多大？請(qǐng)寫出它的基態(tài)原子的電子組態(tài)。38、第8周期的最后一個(gè)元素的原子序數(shù)為：148。 電子組態(tài)：8S26P61-39 若我們所在的世界不是三維的而是二維的，元素周期系將變成什么樣子？39、二維化的周期表可叫寶塔式或滴水鐘式周期表。這種周期表的優(yōu)點(diǎn)是能夠十分清楚地看到元素周期系是如何由于核外電子能級(jí)的增多而螺旋發(fā)展的，缺點(diǎn)是每個(gè)橫列不是一個(gè)周期，縱列元素的相互關(guān)系不容易看清。1-40 1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律

12、時(shí)預(yù)言了一些當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素的存在，“類鋁”就是其中之一，1879年，門氏的預(yù)言的“類鋁”被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)他已知：Ca與 Ti 的熔點(diǎn)分別為1110K 1941K ，沸點(diǎn)分別為1757K 3560K ，密度分別為 1.55g/m3 4.50 g/m3 ，試預(yù)言在周期表中處于鈣-鈦之間的“類鋁”熔沸點(diǎn)和密度，并與現(xiàn)代數(shù)據(jù)對(duì)比。40、“類鋁”熔點(diǎn)在1110K1941K之間，沸點(diǎn)在17573560K之間，密度在1.55g/m3 4.50 g/m3之間。1-41若核外電子的每個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只能容納一個(gè)電子，試問：仍按構(gòu)造原理的41號(hào)元素的最高氧化態(tài)和最低氧化態(tài)？41、最高氧化態(tài)+3，最低氧化態(tài)-5。1-

13、42 某元素的基態(tài)價(jià)層電子構(gòu)型為5d26s2 ，請(qǐng)給出比該元素的原子序數(shù)小4的元素的基態(tài)原子電子組態(tài)。 1- 43某元素的價(jià)電子為 4s24p4 ，問：它的最外層次外層的電子數(shù)；它的可能氧化態(tài)，它在周期表中的位置（周期族區(qū)），它的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)，它的氫化物的立體結(jié)構(gòu)。1-44 某元素基態(tài)原子最外層為5s2，最高氧化態(tài)為+4 ，它位于周期表哪個(gè)區(qū)？是第幾周期第幾族元素？寫出它的+4 氧化態(tài)離子的電子構(gòu)型。若用A代替它的元素符號(hào)，寫出相對(duì)應(yīng)氧化物的化學(xué)式。1-45 Na+ , Mg2+, Al3+ 的半徑為什么越來越??？Na, K, Rb, Cs 的半徑為什么越來越大？1-46 周期系從上到下從左到右原子半徑呈現(xiàn)什么變化規(guī)律。主族元素與副族元素的變化規(guī)律是否相同？為什么？1-47周期系中哪一個(gè)元素的電負(fù)性最大？哪一個(gè)元素的電負(fù)性最??？周期系從左到右和從上到下的電負(fù)性變化呈現(xiàn)什么規(guī)律？為什么？1-48 馬立肯電負(fù)性的計(jì)算式表明電負(fù)性的物理意義是什么？1-49 試計(jì)算FONH 的阿萊-羅周電負(fù)性，并與泡林電負(fù)性對(duì)照。1-50 哪些元素的最高氧