基础化学习题解答(第一章)

习题解答（第一章物质结构基础）

思考与习题

1．填空题

（1）原子核外电子运动具有波粒二象性、能量变化不连续的特征，其运动规律可用量子力学来描述。

（2）当主量子数为3时，包含有3s 、3p 、3d 三个亚层，各亚层为分别包含 1 、 3 、 5 个轨道，分别能容纳 2 、 6 、10 个电子。

（3）同时用n、l、m和m s四个量子数可表示原子核外某电子的运动状态；用n、l、m 三个量子数表示核外电子运动的一个轨道；而n、l两个量子数确定原子轨道的能级。

（4）改错

的现象称为能级交错。

3d4S

（6）原子序数为35的元素，其基态原子的核外电子分布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，用原子实表示为[Ar]3d104s24p5，其价电子构型为4s24p5，价电子构型的轨道表示式为；该元素位于元素周期表的第ⅦA 族，第四周期，元素符号是Br 。

（7）等价轨道处于全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）状态时，具有较低的能量，比较稳定。这一规律通常又称为洪德规则的特例。

（8）原子间通过共用电子对而形成的化学键，叫做共价键。共价键的本质是原子轨道的重叠，其形成条件是两个具有自旋相反单电子的原子轨道，尽可能达到最大重叠。

（9）表征化学键性质的物理量，统称为键参数，常用的有键能、键长、键角。

（10）H2S分子的构型为V 形，中心原子S采取sp3不等性杂化，键角∠HSH

＜109°28′(提示：填写＞，＝或＜)。

（11）完成下表

2．选择题

（1）下列原子轨道中，属于等价轨道的一组是（ C ）。

A ．2s ，3s

B ．2p x ，3p x

C ．2p x ，2p y

D ．3d xy ，4d xy

（2）下列用一套量子数表示的电子运动状态中，能量最高的是（ B ）。

A ．4，1，－1，－12

B ．4，2，0，－12

C ．4，0，0，＋12

D ．3，1，1，＋12

（3）下列不存在的能级是（ C ）。

A ．3s

B ．2p

C ．3f

D ．4d

（4）根据元素在元素周期表中的位置，指出下列化合物中，化学键极性最大的是（ B ）。

A ．H 2S

B ．H 2O

C ．NH 3

D ．CH 4

（5）根据元素在元素周期表中的位置，指出下列同浓度溶液中，酸性最强的是（ B ）。

A ．H 2SO 4

B ．HClO 4

C ．H 3PO 4

D ．HBrO 4

（6）下列各键中，不具有饱和性和方向性特征的是（ C ）。

A ．配位键

B ．共价键

C ．离子键

D ．氢键

（7）下列化合物中，具有强极性共价键和配位键的离子化合物为

A ．NaOH

B ．H 2O

C ．NH 4Cl

D ．MgCl 2

（8）下列关于CS 2分子的杂化方式和空间构型的叙述中，正确的是（ D ）。

A ．平面三角形，sp 2杂化

B ．V 形，sp 2杂化

C ．三角锥形，sp 3不等性杂化

D ．直线形，sp 杂化

（9）下列分子中，偶极矩为零是（ C ）。

A ．CHCl 3

B ．NF 3

C ．BF 3

D ．HCN

（10）下列分子中，属于极性分子的是（ D ）。

A ．O 2

B ．CO 2

C ．BBr 3

D ．CHCl 3

（11）下列各组物质沸点比较正确的是（ A ）。

A ．CH 3OH ＜CH 3CH 2OH

B ．H 2O ＜H 2S

C ．SiH 4＜CH 4

D ．F 2＞Cl 2

（12）下列晶体中，只需克服色散力就能熔化的是（ B ）。

A ．HF

B ．I 2

C ．NH 3

D ．HCl

3．判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）

（1）原子中电子的能量只与主量子数有关。 （ × ）

（2）磁量子数为零的轨道都是s 轨道。 （ × ）

（3）主量子数为1时，有两个自旋方向相反的轨道。 （ × ）

（4）当原子获得能量时，核外电子可以跃迁到较高的能级，使原子由基态变为激发态，因此3Li原子的核外电子分布可以是1s22d1。（×）（5）同一原子中，不可能有运动状态完全相同的电子存在。（√）（6）每个原子轨道必须同时用n、l、m和m s四个量子数来描述。（×）（7）基态多电子原子中，E3d＞E4S的现象称为洪德规则的特例。（×）（8）28Ni2+的核外电子分布是［Ar］3d8，而不是［Ar］3d64s2（√）（9）根据元素在周期表中的位置，可以断定气态氢化物的稳定性PH3＜H2O。（√）（10）由于离子键具有无饱和性，无方向性的特征，所以阴、阳离子周围吸引带相反电荷离子的数目是任意的。（×）（11）从本质上讲，共价键是通过原子轨道重叠而形成的化学键。（√）（12）共价键不一定都具有饱和性和方向性。（√）（13）s电子之间形成的共价键为σ键，p电子之间形成的化学键为π键。（×）（14）原子轨道重叠越多，形成的共价键越稳定。（×）（15）多原子分子中，键的极性越强，分子的极性越强。（×）（16）按共用电子对偏移程度可将共价键分为极性健和非极性健，而极性强弱可由成键两原子的电负性之差来判断。（√）（17）由于CHCl3分子中，C原子采取sp3杂化，所以其空间构型为正四面体。（×）（18）只有非极性分子和极性分子之间才有诱导力。（×）（19）CCl4的熔点、沸点低，所以分子不稳定。（×）（20）HNO3可形成分子内氢键，因此其熔、沸点较低。（√）4．简答题

（1）为什么2p亚层，又可称为2p能级？

答原子核外电子的能量仅取决于主量子数（n）和角量子数（l）。若n、l值一经确定，电子的能量就已被确定，即各电子层的不同亚层，都有一个对应的能量状态，它们高低不同，像台阶一样，称之为能级。因此，2s、2p、3d等亚层，又分别称为2s、2p、3d能级。

（2）当主量子数是4时，请指出包含的亚层和各亚层的轨道数，并归纳轨道总数及所能容纳的电子总数与主量子数的关系。

答当主量子数是4时，包含4s、4p、4d、4f四个亚层，各亚层的轨道数分别为1、3、5、7，共包含16个轨道，为42，即轨道总数是n2；由于每个轨道最多能容纳两个自旋方向相反的电子，因此该电子层所能容纳的电子总数为32，为2×42，即所能容纳的电子总数为2n2。

（3）举例说明什么是价电子构型？

答原子中能参与化学反应，即形成化学键的电子，称为价电子。价电子的电子分布称为价电子构型。例如，Cl的价电子构型为3s23p5。