原子結(jié)構(gòu)和元素周期律

1、第二章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律習(xí)題解答1. 簡單說明四個(gè)量子數(shù)的物理意義和量子化條件。2. 定性畫岀s, p, d所有等價(jià)軌道的角度分布圖。3. 以下各組量子數(shù)哪些是不合理的？為什么？ n=2,丨=1,m =0 ；(2) n=2,丨=2, m =_1；(3) n =3,丨=0, m =0 ； n=3,丨=1,m = 1 ；(5)n2,l 0, m - 一1；(6) n =2,丨3, m =2。解(2), (5), (6)組不合理。因?yàn)榱孔訑?shù)的取值時(shí)要求丨 n , m 叩。4. 用合理的量子數(shù)表示(1) 3d能級；2pz原子軌道；(3)4s1電子。解(1)3d能級的量子數(shù)為：n = 3, I = 2

2、。(2) 2pz原子軌道的量子數(shù)為：n = 2, l = 1 , m = 0。(3) 4s1電子的量子數(shù)為：n = 4, l = 0, m = 0,叫=:丄。5. 在以下各組量子數(shù)中，恰當(dāng)填入尚缺的量子數(shù)。(1)n=?,l=2,m=0, ms = +1/2 ；n=2,l=?,m=1, ms =1/2;n=4,l=2,m=0, ms = ?；n=2,l=0,m=?, ms = +1/2 o解(1)n正1 整數(shù)；(2)l = 1 ；ms = +?(或 _?)；m = 0o6. 以下軌道中哪些是等價(jià)軌道？2s, 3s, 3px, 4px, 2px , 2py, 2pz。解 對氫原子：(n相同)(2s

3、, 2px, 2py, 2pz); ( 3s, 3px 3s, 3px)。對多電子原子：(n、l相同)(2px, 2py, 2pz)。7. 以下各元素原子的電子分布式各自違背了什么原理？請加以改正。(1) 硼：1s22s3 ； (2)氮:1s22s22px22py1 ； (3)鈹：1s22py2o解 錯(cuò)，違背泡利不相容原理，應(yīng)為(1s)2(2s)2(2p)1；錯(cuò)，違背洪特規(guī)那么，應(yīng)為(1s)2(2s)2(2px)1(2py)1 (2pz)1 ；2 2(3)錯(cuò)，違背能量最低原理，應(yīng)為(1s) (2s) o8. 以下情況下可容納的最大電子數(shù)是多少？(1) n=4層上；(2)4f亞層上；(3)最大主

4、量子數(shù)為4的原子中。解 2n =2 4 =32 ； (2)14 ； (3)36個(gè)(Kr)或46個(gè)(Pd為洪特規(guī)那么的特例：4s 4p 4d )9. 在以下電子分布中哪種屬于原子的基態(tài)？明陸中屬于原子的激發(fā)態(tài)？哪種純屬錯(cuò)誤？(1) 1s22s12p2； (2)1s22s12d1； (3)1s22s22p43s1 ； (4)1s22s22p63s23p3； (5)1s22s22p83s1； (6)1s22s22p63s23p54s1解 屬于原子的基態(tài)的有：(4);屬于原子激發(fā)態(tài)的有：(1), (3)(6);純屬錯(cuò)誤的有：(2), (5) o10. (1)試寫出s、p、d及ds區(qū)元素的價(jià)層電子構(gòu)型。

5、根據(jù)以下各元素的價(jià)電子構(gòu)型，指岀它們在周期表中所處的周期、區(qū)和族，是主族還是副族？(A) 3s1 ； (B)4s24p3； (C)3d24s2； (D)3d 104s1 ； (E)3d54s1； (F)4s24p6。解 (1)s區(qū)：ns12 ； p 區(qū)：ns2np16 ； d 區(qū)：(n -1)d19ns12 (Pd例外)；ds區(qū)：(n -1)d1°ns12。(A)第3周期，s區(qū)，IA主族；(B)第4周期，p區(qū)，VA主族；(C)第4周期，d區(qū)，IVB副族；(D)第4周期，ds區(qū)，IB副族；(E)第4周期，d區(qū)，VIB副族；(F)4s24p6。第4周期，p區(qū)，0族。11寫岀基態(tài)時(shí)可能存在

6、的與以下各電子結(jié)構(gòu)相應(yīng)的原子符號和離子符號。(!) 1s22s22p63s23p5 ； (2) 1s22s2 2p63s23p6 3d104s2 4p64d8 ；(3) 1s2 2s22p63s23p63d104s24p64d105s2 (4) 1s2 2s22p6解 Cl ； (2) Pd2 (因?yàn)闆]有5s電子，所以無中性原子);(3) Cd, Sn2+ 或 Sb3+ ; Ne, F O2 匚N3 = Na ；Mg 2 ,Al3 '。12.寫出以下電子構(gòu)型： Ar和S2-； (2) Fe和Ni2 '；哪一對是等電子體？為什么？解 (1)均為 1s22s22p63s23p6 ；

7、 (2) Fe:1s22s22p63s23p63d64s2, Ni2 I1s22s22p63s23p63d8 ；Ar和S -是一對等電子體，而 Fe和Ni2 不是，因?yàn)殡娮臃植疾煌皇请娮訑?shù)相同。13 .試預(yù)測：(1) 114號元素原子的電子分布，并指岀它將屬于哪個(gè)周期、哪個(gè)族？可能與哪個(gè)元素的最為相似?(2) 第七周期最后一種元素的原子序數(shù)是多少？解(1)Rn 5f 146d107s27p2,第7周期，W A族元素，與Pb的性質(zhì)最相似。(2) Rn 5f 146d107s27p6,原子序數(shù)為 118。14. 填空題(1) 某元素+2價(jià)離子的電子分布式為1s22s22p63s23p63d10

8、，該元素在周期表中所屬的分區(qū) 為。符合以下電子結(jié)構(gòu)的元素，分別是哪一區(qū)的哪些(或哪一種)元素？(A) 外層具有2個(gè)s電子和2個(gè)p電子的元素 。(B) 外層具有6個(gè)3d電子和2個(gè)4s電子的元素 。(C) 3d軌道全充滿，4s軌道只有1個(gè)電子的元素 。解 (1)ds(2)(a)p 區(qū) IVA(b)d區(qū) Fe(c) ds區(qū) Cu15. 填充下表原子序數(shù)電子分布式各層電子數(shù)周期族區(qū)金屬還是非金屬1121536080解原子序數(shù)電子分布式各層電子數(shù)周期族區(qū)金屬還是非金屬111Ne3s 12, 8, 1三I As金屬211 2Ar3d '4s22, 8, 9, 2四山Bd金屬53Kr4d 105s2

9、5p52, 8, 18, 18, 7五W Ap非金屬6042Xe4f 46s22, 8, 18, 22, 8, 2六山Bf金屬8014102Xe4f 5d103s22, 8, 18, 32, 18, 2六n Bds金屬16.設(shè)有元素A，電子最后填入3p亞層，其最低氧化數(shù)為-1 ;元素B，電子最后填入4d亞層，其最高氧化數(shù)為+6，填表答復(fù)以下問題:元素電子分布原子序數(shù)單電子數(shù)周期族區(qū)AB解元素電子分布原子序數(shù)單電子數(shù)周期族區(qū)ANe 3s3p5171三VIIAPB51Kr 4d55s1426五VIBd17. 有第四周期的A , B , C三種元素，其價(jià)電子數(shù)依次為1 , 2, 7,其原子序數(shù)按 A

10、, D, C順序 增大。巳知A，B次外層電子數(shù)為8，而C的次外層電子數(shù)為18，根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷：(1) 哪些是金屬元素？(2) C與A的簡單離子是什么？(3) 哪一元素的氫氧化物堿性最強(qiáng) ？(4) B與C兩元素鍵間能形成何種化合物？試寫出化學(xué)式。解 A 為 K； B 為 Ca； C 為 Br。(1)A(K)、B(Ca) ； (2)(C 仔了、A+(K+)； (3)A(K0H) ； (4)BC2(CaBr2)。18. 元素原子的最外層僅有一個(gè)電子，該電子的量子數(shù)是，n = 4，1=0, m =o， ms = +1/2，問：(1) 符合上述條件的元素可以有幾種？原子序數(shù)各為多少(2) 寫岀相應(yīng)元素原子

11、的電子分布式，并指岀在周期表中的位置。解 有三種，原子序數(shù)分別為19K、24Cr、29Cu;原子序數(shù)電子分布式周期族區(qū)19彳 2c 2c11s 2s2p 3s 3p 4s四I As24彳 2c 2c 6c 2 c 6cj5 /11s 2s 2p 3s 3p 3d 4s四W Bd29/226門 26.111s2s 2p 3s 3p 3d 4s四I Bds19. 設(shè)有元素A、B，C，D，E、G、M，試按以下所給的條件，推斷它們的元素符號及在周期表中的 位置(周期、族)，并寫岀它們的價(jià)層電子構(gòu)型。(1) A、B，C為同一周期的金屬元素， C有三個(gè)電子層，它們的原子半徑在所屬周期中為最大， 并且A&g

12、t; B >C ;(2) D，E為非金屬元素，與氫化合生成HD和HE，在室溫時(shí)D的單質(zhì)為液體，E的單質(zhì)為固體;(3) G是所有元素中電負(fù)性最大的元素；(4) M為金屬元素，它有四個(gè)電子層，它的最高氧化數(shù)與氯的最高氧化數(shù)相同。解元素代號元素符號周期族價(jià)層電子構(gòu)型ANa三I A3s1BMg三n A3s2CAl三山A3s23p1DBr四W A4s24p5EI五W A5s25p5GF一W A2s22p5MMn四W B3d54s220. 有A、B、C、D四種元素，其價(jià)電子數(shù)依次為1， 2， 6，7，其電子層數(shù)依次減少。D的電子層結(jié)構(gòu)與Ar原子相同，A和B次外層各只有8個(gè)電子，C次外層有18個(gè)電子。

13、試判斷這四種元素。(1) 原子半徑由小到大的順序；(2) 第一電離能由小到大的順序；(3) 電負(fù)性由小到大的順序；(4) 金屬性由弱到強(qiáng)的順序；(5) 分別寫出各元素原子最外層的l=0的電子的量子數(shù)。解 A、B、C、D這四種元素分別如下表：元素符號周期族價(jià)層電子層結(jié)構(gòu)ACs6IA1s1BSr5IIA1s2CSe4VIA4s24p4DCl3VIIA3s23p5原子半徑：D<C<BvA (ClvSe<Sr<Cs)(2)第一電離能：A<B<C<D (Cs<Sr<Se<C I)(3) 電負(fù)性：A<B<C<D (Cs<Sr<Se<CI)(4)金屬性：D<C<B<A (CI<Se<Sr<Cs)21. 不參看周期表，試推測以下每一對原子中