24原子中的电子习题解答

原子结构习题及解析

《原子结构》作业参考解析1. 下列说法正确的是A. 因为p 轨道是“8”字形的，因此p 电子沿“8”字形轨道做绕核运动B. 主量子数为2时，电子层有2s 和2p 两个轨道C. 氢原子核外只有一个电子，因此核外只有一个原子轨道D. 电子云是 |ψ|2 在空间分布的图像【D 】A ：原子核外的电子运动是没有固定轨道的，只是在核外某些区域出现的概率大，在某些区域出现的概率小，因此p 电子不是沿着“8”字形轨道做绕核运动的；B ：主量子数为2时，有2s 和2p 两种轨道，而其中2p 有3个简并轨道；C ：氢原子核外只有一个电子，但是却远远不止1个轨道，当这个电子位于1s 轨道上时，氢原子处于基态，而当这个电子位于其它高能级轨道时，氢原子处于激发态；D ：电子云是用小黑点密集程度的变化情况来形象化的描述核外电子概率密度分布的图形，而|ψ|2的物理意义是核外某处电子出现的概率密度，因此说电子云是|ψ|2 在空间分布的图像。

2. 下列原子轨道不存在的是A. 8sB. 3fC. 4dD. 7p【B 】根据量子数的取值要求，主量子数n 只能取1,2,3…等非零正整数；轨道角动量量子数l 的取值受n 的限制，只能取0,1,2,…,(n -1)，共取n 个值；磁量子数m 的取值又受l 的限制，只能取0,±1,±2…±l ，共取2l +1个值。

据此，当n 为3时，l 最大只能取值为2，当l 为2时是d 轨道，所以不可能出现3f 轨道。

3. 多电子原子中决定核外电子能量高低的量子数为A. n ,l ,m ,sB. n ,l mC. n ,lD. n【C 】主量子数n 的大小决定了核外电子离核的远近，由于电子离核越近，受原子核吸引越强，因此能量越低，而离核越远，受原子核吸引越小，因此能量越高，所以主量子数也是多电子原子核外电子能量高低的主要因素；而多电子原子核外的电子除了受到原子核的吸引外，还收到其它电子对其的排斥作用，我们主要考虑内层和同层电子对其的屏蔽作用，因此多电子原子核外电子能量的高低，同时还与其轨道角动量量子数l 有关；而磁量子数m 的取值确定原子轨道在空间的伸展方向，所以与电子和轨道的能量无关；自旋角动量量子数s 体现了电子的自旋运动，也与其能量无关，因此对于多电子原子而言，核外电子能量的高低主要受到n 和l 的影响。

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第7章习题解答②一、是非题1.原子核外每一电子层最多可容纳2/个电子，所以元素周期系第五周期有50 种元素。

.()解：错2.原子序数为37的元素，其原子中价电子的四个量子数应为5, 0, 0, +|(或-专)。

.()解：对3.对多电子原子来说，其原子能级顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)o .() 解：对4.鲍林(Pauling)能级图表明了原子能级随原子序数而发生的变化。

.() 解：错5.电子在原子核外运动的能级越高，它与原子核的距离就越远。

因为E(ls)<E(2s),所以任何时候Is电子比2s电子靠近原子核。

.()解:错6.对氢原子来说，其原子能级顺序为ls<2s<2p<3s<3p<4s<3d。

.( )解：错7.原子序数为33的元素，其原子核外M亚层的电子数是23。

() 解:错& 某元素的原子处在基态时，3d亚层有2个电子，该元素的原子序数为22o . ()解：对二、选择题1.下列各种原子的核外电子排布中，属于基态的是.()。

(A^shs^p1；(B)l?2/2j733?；(C)l?2?2/3?4?；(D)l?2?2p63?3p64?…解：D2.39号元素令乙原子的电子排布应是()。

(A) 1 s22s22p63s23p63d104s24p64d l5s2；(B) 1 s22s22p63s23p63d104s24p65s25p1；(C)ls22s22p63s23p63d104s24p64^5s2；(D) 1 s-2s22p63s23p63d l04s-4p65s25d l。

解：A3.下列电子排布式中，原子处于激发状态的是()。

(A)l?2?2/；(B)l?2/2p33?；(C)1522?2/3?3/3J54? ；(D)l?2?2p63?3p63J34?o解：B4.下列叙述中正确的是()。

(A)在一个多电子原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子；(B)在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子；(C)在一个多电子原子中，M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高；(D)某一多电子原子的3p亚层上仅有两个电子，它们必然自旋相反。

无机化学部分习题解答

4-12实验证实，Fe(H2O)63+ 和Fe(CN) 63- 的磁矩差别极大，如何用价键理论来理解？答：Fe(H2O)63+ 为外轨型配合物，未成对电子数为5， Fe(CN)63-为内轨型配合物，未成对电子数为1，差距很大，所以由u=√n(n+2)BM可知Fe(H2O)63+的磁距比Fe(CN)63-的磁距大。
1-23: 处于K 、L 、M 层的电子最大可能数目各为多少？答：能层中电子的可能状态数为2n2；K 层，n ＝1 ，电子最大可能数目为2 ，依此类推，L 层和M 层电子的最大可能数目分别为8 和18
1-24: 以下哪些符号是错误的？( a ) 6s( b ) lp( c ) 4d ( d ) 2d ( e ) 3p ( f ) 3f 答： ( b )、(d)、(f)是错的。
1-31 以下哪些组态符合洪特规则？ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 答：第l 组符合.
1-32 以下哪些原子或离子的电子组态是基态、激发态还是不可能的组态？ ( a ) 1s22s2 ( b ) 1s23s1 ， ( c ) 1s23d3 ( d ) [Ne]3s23d1 ( e ) [Ar] 3d24 s2 ( f)1s22s22p63s1 ( g ) [Ne]3s23d12 ( h)[Xe]4f7 ( i )[Ar] 3d6 答：( a )基态；( b )激发态；( c )不可能 (因为激发态不能同时激发3个电子)；( d)激发态；( e ) 基态；( f ) 基态；( g )不可能；( h )基态离子 (Sm2+)；( i ) 基态离子（Fe2+）。

原子结构习题

试根据原子结构理论预测（1）第8周期将包括多少种元素？（2）原子核外出现第一个5g（l＝4）电子的元素的原子序数是多少？（3）第118号元素属于哪一周期？哪一族？试写出其电子排布分析：我们首先要知道第8能级组的构成和填充的电子数， 8s5g6f7d8p，轨道数为1+9+7+5+3=25 ，因此可以容纳 50个电子，也就是第八周期可以包括50种元素。答：（2）第一个5g（l=4）原子序数为121。（3） 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25 f146d107p2 4）第七周期IVA族（第四主族）
第三周期和第四周期之间有填充了一个d亚层，电子填充在 d亚层的过程中导致过渡元素的原子半径减小，导致过渡元素后的同一主族元素3、4两个周期的原子半径变化幅度减小。
原子结构效应：什么是屏蔽效应？用斯莱特规则计算19号元素原子核作用在最外层电子上的有效电荷。
e+2 eHe
e&3的各元素。指出与“平面世界”中每种元素相对应的三维空间中的各种元素的符号。根据这种相似性，你估计在常温、常压下，哪些“二维世界”的单质是固体、液体和气体？ (3) 画图说明n = 2的“平面世界”元素的第一电离能的变化趋势。在“平面世界”周期表中，画出元素的电负性增长方向。 (4) 在这个“平面世界”中有哪些规则和三维世界中所用的8电子和18电子规则相当？
原子核外电子的运动状态定性地画出：2px轨道角度分布图，3dxy轨道的电子云角度分布图，4p轨道的电子云径向分布图。
画出如下原子轨道的角度分布图： (1) px (2) dyz (3) pz (4) s (5) dxy (6) dz2

题解-01

《工科大学化学》习题解答第1章原子结构1．将锂在火焰上燃烧放出红光，波长λ=670.8nm ，这是Li 原子由电子组态1s 22p 1→1s 22s 1跃迁时产生的。

试计算该红光的频率、波数以及以KJ ·mol -1为单位符号的能量。

解：频率υ=c/λ=3x108 m.s -1/670.8 m = 4.47x1014 s -1 波数6911 1.4910670.810mvλ-===⨯⨯ m -1能量E=N A h υ=6.023⨯1023mol -1⨯ 6.626⨯10-34Js ⨯10-3kJ ⨯J -1⨯4.47⨯1014 s -121.7810=⨯ KJ ·mol -12．计算下列粒子的德布罗意波的波长：（1）质量为10－10kg ，运动速度为0.01m ·s－1的尘埃;（2）动能为0.1eV 的自由电子；（3）动能为300eV 的自由电子。

解：（1）λ= h/p = h/mv = 6.626 x10-34Js / 10－10kg x10-2 s－1= 6.626x10-22 m（其中单位运算：J ·S / kg ·m ·s－1= N ·m ·s / kg ·m ·s －1= kg ·m ·s －2·m ·s/ kg ·m · s－1= m ）（2）λ= h/p E 动 = 1/2 mv 2 -191ev 1.610J=⨯p = m v = 2E 动/v =m E ⨯⨯2hλ==p = 6.626 x 10 -34 Js/J 101.6 0.1 kg 10 9.1 2-19-31⨯⨯⨯⨯⨯=3.88×10－9m（其中单位运算：J.S/ Kg J ⨯ = J.S / Kg m N ⨯⨯ = J.S/Kg S m Kg -2⨯⨯⨯⨯m = J.S/-222Sm Kg ⨯⨯= J.S/Kg.m.S -1=N ·m ·s / kg ·m ·s －1 = kg ·m ·s －2·m ·s/ kg ·m · s －1= m ）（3）解：209.3510p-===⨯kg ·m ·s -1λ= h/p = 6.626⨯10-34J ·s / 9.35⨯10-20 kg ·m ·s -1 = 7.09⨯10-11 m3．子弹（质量0.01kg ，速度1000m ·s -1）、尘埃（质量为10-9kg ，速度为10m ·s -1），原子中的电子（质量为9.1×10-31kg ，速度为1000m ·s -1）等，若速度的不确定均为速度的10%，判断在确定这些质点的位置时，测不准关系是否有实际意义。

原子结构练习题(含参考答案)

原子结构练习题(含参考答案)题目一1. 原子核由哪两种粒子组成？2. 电子的属性是什么？3. 原子的质量数由什么决定？4. 如何计算一个原子的电子数？5. 请列举五种不同元素的符号和原子序数。

参考答案：1. 原子核由质子和中子组成。

2. 电子具有负电荷和质量很小的特性。

3. 原子的质量数由其质子数和中子数之和决定。

4. 一个原子的电子数等于其质子数。

5. 例如：氢(H) - 1，氧(O) - 8，氮(N) - 7，铜(Cu) - 29，铁(Fe) - 26.题目二1. 什么是元素周期表？2. 哪个元素是元素周期表中的第一元素？3. 元素周期表是如何组织的？4. 元素的周期性特点是什么？5. 元素周期表中有多少个主要分组？参考答案：1. 元素周期表是一种排列化学元素的表格，按照一定规则组织元素信息。

2. 氢元素是元素周期表中的第一元素。

3. 元素周期表按元素的原子序数和化学性质进行组织，相似化学性质的元素分在同一垂直列(组)中。

4. 元素周期表中的元素周期性特点表现为周期性变化的原子半径、电离能和电负性等。

5. 元素周期表中有18个主要分组。

题目三1. 排列下列元素按原子升序：铜、氧、铁、钠。

2. 哪个元素的电子云最靠近原子核？3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个什么？4. 请列举两种气体元素。

5. 化合物是由什么组成的？参考答案：1. 氧、钠、铁、铜。

2. 电子云最靠近原子核的元素是氧。

3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个质子。

4. 例如：氢(H)和氧(O)。

5. 化合物是由两种或更多不同元素结合而成的。

基础化学习题解答

第一章1. 为什么说化学是一门中心科学？试举几例说明化学和医学的关系。

解因为现代化学几乎与所有的科学和工程技术相关联，起着桥梁和纽带作用；这些科学和技术促进了化学学科的蓬勃发展，化学又反过来带动了科学和技术的进展，而且很多科技进步以化学层面的变革为突破口。

因此，化学是一门中学科学。

化学和医学的关系极为密切，无论是制药、生物材料、医学材料、医学检验，还是营养、卫生、疾病和环境保护，乃致对疾病、健康、器官组织结构和生命规律的认识，都离不开化学。

2. SI 单位制由哪几部分组成？请给出5个SI 倍数单位的例子。

解国际单位制由SI 单位和SI 单位的倍数单位组成。

其中SI 单位分为SI 基本单位和SI 导出单位两大部分。

SI 单位的倍数单位由SI 词头加SI 单位构成。

例如mg 、nm 、ps 、μmol、kJ 等等。

3. 下列数据，各包括几位有效数字？(1) 2.0321 g (2) 0.0215 L (3) p K HIn ＝6.30 (4) 0.01﹪ (5) 1.0×10-5 mol解 (1) 5位，(2) 3位，(3) 2位，(4)1位，(5)2位。

4. 某物理量的真实值T = 0.1024，实验测定值X = 0.1023，测定值的相对误差RE 是多少？运用公式T T X RE -=，以百分率表示。

解%1.0001.01024.00001.01024.01024.01023.0-=-=-=-=RE 5. 关于渗透压力的Va n ′t Hoff 公式写作cRT Π=，式中，c 是物质的量浓度，R 是摩尔气体常数，T 是绝对温度。

通过量纲分析证明渗透压力Π的单位是kPa 。

解kPa}){}{}({m N 10}){}{}({dm m N }){}{}({ L J }){}{}({K mol K J L mol }){}{}({ ])[][]([}){}{}({][}{][}{][}{2331111-T R c T R c T R c T R c T R c T R c T R c T T R R c c cRT Π⨯⨯=⋅⨯⨯⨯=⋅⋅⨯⨯=⋅⨯⨯=⨯⋅⋅⨯⋅⨯⨯=⨯⨯⋅⨯⨯=⋅⨯⋅⨯⋅==-----式中，花括号代表量的值，方括号代表量的单位。

原子结构与元素周期表习题及答案

原子结构与元素周期表基础题一、选择题1．下列用四个量子数标记某基态原子的电子在原子轨道上的运动状态，其中合理的是 A. 2，2，1，+21 B. 2，1，2，-21 C. ３，2，-2，+21 D. ３，-2，２，-212．基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系不正确的是（） A. 3s ＞2s B. ３p ＞3s C. 4s ＞3d D. 3d ＞3s 3．下列符合泡利不相容原理的是（）4．下列哪个选项可以更贴切地展现洪特规则的内容（）5．关于价电子的描述正确的是（）A.价电子就是元素原子最外层的电子B.元素的物理性质与价电子的数目密切相关C.从价电子中可以研究并推测出元素可能具有的价态D.价电子能量都比较低，较稳定 6．根据鲍林近似能级图，理解正确的是（） A.从能级组中我们可以推测对应周期包含元素的种数B.相邻能级组之间的能量差较小，不相邻的能级组之间的能量差才较大C.归为一组的能级用线框框在一起，表示其中能级的能量由于相互影响形成能量相同的能级D.每个能级组中所示的能级，其主量子数都相同 7．下列关于核外电子排布的说法不合理的是（） A.族的划分与原子的价电子数目和价电子的排布密切相关 B.周期中元素的种数与原子的能级组最多容纳的电子有关C.稀有气体元素原子的最外层电子排布ns 2np 6的全充满结构，所以具有特殊稳定性D.同一副族内不同元素原子的电子层数不同，其价电子排布一定也完全不同8．指定化合物中两个相邻原子的核间距为两个原子的半径之和，再通过实验来测定分子或固体中原子的核间距，从而求得相关原子的原子半径。

不属于这种方法测得的半径是（）A.玻尔半径B.金属半径C.共价半径D.范德华半径 9．下列关于原子半径的周期性变化描述不严谨的是（） A.元素的原子半径随元素原子序数的递增呈周期性变化B.同周期元素随着原子序数的递增，元素的原子半径自左到右逐渐减小C.同主族元素随着原子序数的递增，元素的原子半径自上而下逐渐增大D.电子层数相同时，有效核电荷数越大，对外层电子的吸引作用越强 10、假定有下列电子的各套量子数，指出可能存在的是（）A 、13222,,,+B 、13012,,,-- C 、2222,,, D 、1000,,,11、下列各组元素，按照原子半径依次减小、第一电离能依次增大的顺序排列的是 A 、K 、Na 、Li B 、Al 、Mg 、Na C 、N 、O 、C D 、P 、S 、Cl12、已知某原子的各级电离能数值如下：1112I 588kJ mol ,I 1817kJ mol ,--=⋅=⋅1134I 2745kJ mol ,I 11578kJ mol --=⋅=⋅，则该原子形成离子的化合价为（）A 、+1B 、+2C 、+3D 、+4 13、下列说法中正确的是A 、所有的电子在同一区域里运动B 、能量低的电子在离核远的区域运动，能量高的电子在离核近的区域运动C 、处于最低能量的原子叫基态原子D 、同一原子中，1s 、2s 、3s 所能容纳的电子数越来越多14、元素X 、Y 、Z 均为主族元素，已知元素X 、Y 的正离子与元素Z 的负离子具有相同的电子层结构，且Y 的原子半径大于X 的原子半径，则此三元素原子序数的大小关系是： A X ＞Y ＞Z B Y ＞X ＞Z C Y ＞Z ＞X D Z ＞Y ＞X15、下列各原子或离子的电子排列式错误的是（）A. Na+1s22s22p6B. F¯ 1s22s22p6 C N3+ 1s22s22p6 D. O2¯ 1s22s22p616、一个价电子构型为2s22p5的元素，下列有关它的描述正确的有：A 原子序数为8B 电负性最大C 原子半径最大D 第一电离能最大17、下列有关认识正确的是（）A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n—1 D．各能层含有的电子数为2n218、短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是A．X2YZ4B．XYZ3C．X3YZ4D．X4Y2Z719、以下能级符号不正确的是（）A. 3sB. 3p C . 3d D. 3f20、下列关于氢原子电子云图的说法正确的是（）A. 通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大。

原子物理学答案——张延惠

-2-
Ze 2 2 S ' / r 2 1 2 Ze 2 2 S ' / r 2 解：由公式, dN ' = Nnt ( = Nnt ( ) ( ) ) ( ) 2 sin 4 (θ / 2) 4πε 0 Mv0 4πε 0 2 Eα sin 4 (θ / 2) (1) 当 θ = 60° 时, 每秒可纪录到的 α 粒子 dN ' 2 满足: 1
2.5 试证明 α 粒子散射中 α 粒子与原子核对心碰撞时两者间的最小距离是散射角为 90°时相对应的瞄准距离的两倍。证明：由库仑散射公式： b =
2 Ze 2 θ θ 1 2 Ze 2 θ = 90 ° ，当时， cot = 1 ，这时 = cot b 2 2 2 4πε 0 Mv0 2 4πε 0 Mv0 1
2
dN ' 2 sin 4 (θ1 / 2) sin 4 10° = 0.01455 = = dN '1 sin 4 (θ 2 / 2) sin 4 30°
故 dN ' 2 = 0.01455dN '1 = 0.01455 × 2 × 10 = 2.909 × 10 (个)
4 2
(2) 由于 dN ' ∝ 1 / Eα ,所以 dN ' 3 = 4dN '1 = 8 × 10 (个)
2.7 试由氢原子里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势. 解: 电子经电势差为 U 的电场加速后,若它得到的动能全部被原子吸收恰能使处于基态的原子电离,则 U 称为该原子的电离电势; 若它得到的动能全部被原子吸收恰能使处于基态的原子激发到第一激发态,则 U 称为该原子的第一激发电势.
2 2 2
mc 2 =
m0 c 2

武汉大学、吉林大学《无机化学》(第3版)(上册)课后习题-原子结构(圣才出品)

第3章原子结构1．原子中电子的运动有何特点?几率与几率密度有何区别与联系?答：原子中电子运动的特点：具有波粒二象性的电子并不像宏观物体那样，沿着固定的轨道运动。

电子运动状态用统计规律来描述。

几率：电子在空间某处出现的机会。

几率密度：电子在某单位体积内出现的几率。

二者区别：几率是泛指电子出现的机会，未指明范围；而几率密度是针对单位体积内电子出现的机会而言的。

二者联系：都是表述电子在空间出现的几率的物理量。

几率＝几率密度×体积2．什么是屏蔽效应和钻穿效应?怎样解释同一主层中的能级分裂及不同主层中的能级交错现象?答：屏蔽效应：由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷，从而使有效核电荷数降低，削弱了核电荷对该电子的吸引。

钻穿效应：钻穿作用越大的电子的能量越低。

由于电子的钻穿作用的不同而使它的能量发生变化的现象，通常称为钻穿效应。

同一主层的能级分裂及不同主族中的能级交错现象都可以由屏蔽效应和钻穿效应来解释。

其能级高低主要取决于有效核电荷数，而有效核电荷数又决定于其主量子数和角量子数，导致同一主层中各能级发生分裂，另外对于同一主层中各轨道上的电子由于钻穿效应的能力不同，也可以导致能级分裂。

对于不同主层中的能级交替现象也可以用上述方法解释。

3．写出原子序数为24的元素的名称、符号及其基态原子的电子结构式，并用四个量子数分别表示每个价电子的运动状态。

答：24号元素为铬，符号为Cr，基态原子的电子结构式为：1s22s22p63s23p63d54s1。

价电子有6个，用四个量子数表示的运动状态如下表所示：n l m m s400＋1/2或-1/232-2＋1/2或-1/231-1＋1/2或-1/2310＋1/2或-1/2311＋1/2或-1/2322＋1/2或-1/24．已知M2＋离子3d轨道中有5个电子，试推出：（1）M原子的核外电子排布；（2）M原子的最外层和最高能级组中电子数；（3）M元素在周期表中的位置。

原子物理习题解答

原子物理学习题解答第一章原子的基本状况1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭'C 放射的，其动能为67.6810⨯电子伏特。

散射物质是原子序数79Z=的金箔。

试问散射角150οθ=所对应的瞄准距离b 多大？解：根据卢瑟福散射公式：得到：2192150152212619079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010)Ze ctg ctg b K οθαπεπ---⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯米式中212K Mv α=是α粒子的功能。

1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为2202121()(1)4sin mZe r Mv θπε=+ ，试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min202121()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 143.0210-=⨯米1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。

问质子与金箔。

问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο。

当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。

根据上面的分析可得：220min124p Ze Mv K r πε==，故有：2min04pZe r K πε=19291361979(1.6010)910 1.141010 1.6010---⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯米由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为131.1410-⨯米。

1.4 钋放射的一种α粒子的速度为71.59710⨯米/秒，正面垂直入射于厚度为710-米、密度为41.93210⨯3/公斤米的金箔。

原子物理第五章课后习题

第五章多电子原子：泡利原理5.1.The ionization energy required to pull one electron off a helium atom is 24.5eV .If we want to ionize the two electrons one-by-one,what is the energy to be supplied?氦原子中电子的结合能为24.6eV ，试问：欲使这个原子的两个电子逐一电离，外界必须提供多少能量？Solution :The ionization energy required to pull one electron off a helium atom is 124.5E eV ∆=,the inization energy required to pull the second electron off a heliumatom is:22222122213.654.41Z Rhc Z Rhc E E E Z Rhc eV eVn ∞∞⎛⎫∆=-=---==⨯= ⎪⎝⎭The total ionization energy required to ionize the two electrons one-by-one is:1224.554.478.9E E E eV eV eV=∆+∆=+=5.3.Calculate the possible values of L S for an 1,22S L ==state.对于12,2S L ==，试计算L S 的可能值。

Solution :1135,2,2,2222S L J L S ===±=±=For “spin-orbit coupling”term,222,2J S L J S L S L=+=++⋅Then,()()()()22221111122S L J S Lj j s s l l ⋅=--=+-+-+⎡⎤⎣⎦ ()()222213133113,2,11221222222221515511,2,112212222222S L J S L S L J S L ⎡⎤⎛⎫⎛⎫===⋅=⋅+-⋅+-⋅+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫===⋅=⋅+-⋅+-⋅+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦5.5.Among hydrogen,helium,lithium,beryllium,sodium,magnesium,potassium and calcium atoms,which one shows the normal Zeeman effect?Why?在氢、氦、锂、铍、钠、镁、钾和钙中，哪些原子会出现正常塞曼效应？为什么？Solution :For normal Zeeman effect,total spin 0,211S S =+=,the electron numbers of the atom should be even,that is,helium(Z=2),beryllium(Z=4),Magnesium(Z=12),calcium(Z=20)atoms can show the normal Zeeman effect.5.7.According to the L S -coupling rule,what are the resultant states from the following electron configurations?Which one is lowest?(a).4np (b).5np (c).()()nd n d '依照L S -耦合法则，下列电子组态可形成哪些原子态?其中哪个能态最低？解：（a ）4np 与2np 具有相同的原子态。

第三章原子结构习题及答案

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。

材料科学基础习题及答案

第一章习题1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

6.铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。

试从原子结构角度来确定锡的价电子数。

8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。

10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。

12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。

试解释S这种行为的原因。

14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示：这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。

已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。

15.Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？17. 高分子链结构分为近程结构和远程结构。

原子核物理实验方法课后习题答案

第一章习题1.设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。

解：051525(,)!5(0;5)0.00670!5(0;5)0.03371!5(0;5)0.08422!NN r r r r NP N N e N P e P e P e ----=⋅=⋅==⋅==⋅= 在1秒内小于或等于2的概率为：(0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++=2. 若某时间内的真计数值为100个计数，求得到计数为104个的概率，并求出计数值落在90-104X 围内的概率。

解：高斯分布公式2222)(22)(2121)(σπσπm n mm n ee mn P ----==1002==σm ===----2222)104(22)(2121)104(σπσπm mm n ee mP将数据化为标准正态分布变量11010090)90(-=-=x 4.010100104)104(=-=x查表x=1，3413.0)(=Φx ，x=0.4，1554.0)(=Φx 计数值落在90-104X 围内的概率为0.49673. 本底计数率是500±20min -1，样品计数率是750±20min -1，求净计数率及误差。

解：tn=σ 本底测量的时间为：min 25205002===bb b n t σ 样品测量时间为：min 35207002===ss s n t σ 样品净计数率为：1min 200500700-=-=-=bb s s t nt n n 净计数率误差为：1min 640-==+=+=b s bb s s t nt n σσσ此测量的净计数率为：1min 6200-±4. 测样品8min 得平均计数率25min -1，测本底4min 得平均计数率18min -1，求样品净计数率及误差。

原子结构与元素周期表习题及答案

原子结构与元素周期表基础题一、选择题1．下列用四个量子数标记某基态原子的电子在原子轨道上的运动状态，其中合理的是 A. 2，2，1，+21 B. 2，1，2，-21 C. ３，2，-2，+21 D. ３，-2，２，-212．基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系不正确的是（） A. 3s ＞2s B. ３p ＞3s C. 4s ＞3d D. 3d ＞3s 3．下列符合泡利不相容原理的是（）4．下列哪个选项可以更贴切地展现洪特规则的内容（）5．关于价电子的描述正确的是（）A.价电子就是元素原子最外层的电子B.元素的物理性质与价电子的数目密切相关C.从价电子中可以研究并推测出元素可能具有的价态D.价电子能量都比较低，较稳定 6．根据鲍林近似能级图，理解正确的是（） A.从能级组中我们可以推测对应周期包含元素的种数B.相邻能级组之间的能量差较小，不相邻的能级组之间的能量差才较大C.归为一组的能级用线框框在一起，表示其中能级的能量由于相互影响形成能量相同的能级D.每个能级组中所示的能级，其主量子数都相同 7．下列关于核外电子排布的说法不合理的是（） A.族的划分与原子的价电子数目和价电子的排布密切相关 B.周期中元素的种数与原子的能级组最多容纳的电子有关C.稀有气体元素原子的最外层电子排布ns 2np 6的全充满结构，所以具有特殊稳定性D.同一副族内不同元素原子的电子层数不同，其价电子排布一定也完全不同8．指定化合物中两个相邻原子的核间距为两个原子的半径之和，再通过实验来测定分子或固体中原子的核间距，从而求得相关原子的原子半径。

不属于这种方法测得的半径是（）A.玻尔半径B.金属半径C.共价半径D.范德华半径 9．下列关于原子半径的周期性变化描述不严谨的是（） A.元素的原子半径随元素原子序数的递增呈周期性变化B.同周期元素随着原子序数的递增，元素的原子半径自左到右逐渐减小C.同主族元素随着原子序数的递增，元素的原子半径自上而下逐渐增大D.电子层数相同时，有效核电荷数越大，对外层电子的吸引作用越强 10、假定有下列电子的各套量子数，指出可能存在的是（）A 、13222,,,+B 、13012,,,-- C 、2222,,, D 、1000,,,11、下列各组元素，按照原子半径依次减小、第一电离能依次增大的顺序排列的是 A 、K 、Na 、Li B 、Al 、Mg 、Na C 、N 、O 、C D 、P 、S 、Cl12、已知某原子的各级电离能数值如下：1112I 588kJ mol ,I 1817kJ mol ,--=⋅=⋅1134I 2745kJ mol ,I 11578kJ mol --=⋅=⋅，则该原子形成离子的化合价为（）A 、+1B 、+2C 、+3D 、+4 13、下列说法中正确的是A 、所有的电子在同一区域里运动B 、能量低的电子在离核远的区域运动，能量高的电子在离核近的区域运动C 、处于最低能量的原子叫基态原子D 、同一原子中，1s 、2s 、3s 所能容纳的电子数越来越多14、元素X 、Y 、Z 均为主族元素，已知元素X 、Y 的正离子与元素Z 的负离子具有相同的电子层结构，且Y 的原子半径大于X 的原子半径，则此三元素原子序数的大小关系是： A X ＞Y ＞Z B Y ＞X ＞Z C Y ＞Z ＞X D Z ＞Y ＞X15、下列各原子或离子的电子排列式错误的是（）A. Na+1s22s22p6B. F¯ 1s22s22p6 C N3+ 1s22s22p6 D. O2¯ 1s22s22p616、一个价电子构型为2s22p5的元素，下列有关它的描述正确的有：A 原子序数为8B 电负性最大C 原子半径最大D 第一电离能最大17、下列有关认识正确的是（）A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n—1 D．各能层含有的电子数为2n218、短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是A．X2YZ4B．XYZ3C．X3YZ4D．X4Y2Z719、以下能级符号不正确的是（）A. 3sB. 3p C . 3d D. 3f20、下列关于氢原子电子云图的说法正确的是（）A. 通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大。

第07章原子结构习题解答

第07章习题解答第07章(02484)原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同。

（）。

解：错第07章(02485)以电子概率(几率)密度表示的空间图象即为原子轨道，波函数的空间图象即为电子云。

（）解：错第07章(02486)电子云是核外电子分布概率(几率)密度的空间图象。

.（）解：对第07章(02487)波函数表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零也可小于零，2表示电子在原子核外空间出现的概率(几率)密度。

.（）解：对第07章(02488)所谓某原子轨道是指.（）。

(A)一定的电子云；(B)核外电子出现的概率(几率)；(C)一定的波函数；(D)某个径向分布函数。

解： C第07章(02489)与波函数视为同义语的是（）。

(A)概率(几率)密度；(B)电子云；(C)原子轨道；(D)原子轨道的角度分布图。

解： C第07章(02490)氢原子的原子轨道能量取决于量子数（）。

(A)n；(B)n和l；(C)l；(D)m。

解： A第07章(02491)下列有关电子云的叙述中，错误的是（）。

(A)电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率(几率)；(B)电子云形象化地表示了电子在核外空间某处出现的概率(几率)密度；(C)1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率(几率)为零；(D)电子云是电子运动的统计结果，它好象形成了一团带负电荷的云，包围在原子核的外边。

解： C第07章(02492)某原子轨道用波函数表示时，下列表示中正确的是（）。

(A)n；(B)n,l；(C)n,l,m；(D)n,l,m,ms解： C第07章(02493)在氢原子光谱的能量关系式中，当处于基态时n1=______________，当核外电子电离时，n2=______________。

解：1；。

第07章(02494)氢原子光谱在可见光区有__________条谱线，可表示为_________________。

第二章原子结构习题及解答

第二章、原子结构习题及解答一、填空题（在划线处填上正确答案）2101、在直角坐标系下，Li 2+ 的Schr ödinger 方程为________________ 。

2102、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为：()022-023021e 222241a r a r a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π 则此状态的能量为 )(a ，此状态的角动量的平方值为 )(b ，此状态角动量在 z 方向的分量为 )(c ，此状态的 n ， l ， m 值分别为 )(d ，此状态角度分布的节面数为 )(e 。

2103、写出 Be 原子的 Schr ödinger 方程。

2104、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为ψ= ()02-023021e 222241a r a r a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π 则此状态最大概率密度处的 r 值为 )(a ，此状态最大概率密度处的径向分布函数值为 )(b ，此状态径向分布函数最大处的 r 值为 )(c 。

2105、原子轨道是原子中的单电子波函数，每个原子轨道只能容纳 ______个电子。

2106、H 原子的()υr,θψ,可以写作()()()υθr R ΦΘ,,三个函数的乘积，这三个函数分别由量子数 (a) ，(b)， (c) 来规定。

2107、给出类 H 原子波函数()θa r Z a Zr a Z a Zr cos e6812032022023021-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π=ψ 的量子数 n ，l 和 m 。

2108、H 原子 3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值。

2109、氢原子的波函数131321122101-++=ψψψψc c c 其中 131211210-ψψψψ和，，都是归一化的。

那么波函数所描述状态的能量平均值为（a ），角动量出现在π22h 的概率是（b ），角动量 z 分量的平均值为（c ）。

《物质结构简介》习题答案

《物质结构简介》习题答案《物质结构简介》习题答案4-1 指出下列各电⼦结构式中，哪⼀种表⽰基态原⼦，哪⼀种表⽰激发态原⼦，哪⼀种表⽰是错误的？（1）1s22s1 （2）1s22s12d1（3）1s22s12p2（4）1s22s22p13s1 （5）1s22s42p2（6）1s22s22p63s23p63d1答：题给电⼦结构式中，表⽰基态原⼦的是：(1)，表⽰激发态原⼦的是：(3)(4)(6)，错误表⽰的是：(2)(5).知识点：l的取值范围(0,…,n-1)，电⼦排布三原理（能量最低、鲍利不相容原理和洪特规则）4-2 下列各组量⼦数中，哪组代表基态Al原⼦最易失去的电⼦？哪组代表Al原⼦最难失去的电⼦？（1）1,0,0,-1/2 （2）2,1,1,- 1/2 （3）3,0,0,+ 1/2（4）3,1,1,- 1/2 （5）2,0,0,+ 1/2答：最容易失去的电⼦是：(4)；最难失去的电⼦：(1)知识点：同第⼀题4-3 符合下列每⼀种情况的各是哪⼀元素？（1）最外层有6个p电⼦；（2）在n=4，l=0轨道上的两个电⼦和n=3，l=2轨道上的5个电⼦是价电⼦；（3）3d轨道全充满，4s轨道只有⼀个电⼦；（4）+3价离⼦的电⼦构型与氩原⼦实[Ar]相同；（5）在前六周期元素（稀有⽓体元素除外）中，原⼦半径最⼤；（6）在各周期中，第⼀电离能I1最⾼的⼀类元素；（7）电负性相差最⼤的两个元素；（8）+1价离⼦最外层有18个电⼦。

答：(1)除He以外的稀有⽓体元素（或：除He以外的第0族元素）；(2) 3d54s2, Mn元素；(3) 3d104s1, Cu元素；(4)[Ar]3d14s2，Sc元素；(5)Cs元素；(6)稀有⽓体元素（或：第0族元素）；(7)电负性最⼤的是F(Ne)，电负性最⼩的是Cs和Fr；(8)第⼀副族元素。

知识点：元素周期表；电离能不要求掌握。

易犯错误：①电负性变化规律（教材第119页），虽然不在教学范围，但是此部分内容的理解对后边课程的学习很重要，建议同学们仔细掌握；②稀有⽓体是第0或18族，不是第8主族；③电负性最⼤的元素不是Ne⽽是F。

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