南昌大学大学化学第九章习题答案

习题答案

1． 计算氢原子核外电子从第三能级跃迁到第二能级时产生的谱线H α的波长与频率。

解:n 1=2 ,n 2=3

)11(

10289.3222115n n -⨯=ν1142

2151057.4)3

121(10289.3-⨯=-⨯=s ν nm m s

s m c

3.656103.6561057.410998.291

141

8=⨯=⨯⋅⨯==---νλ 2． 计算基态氢原子的电离能为多少？

解:n 1=1 ,n 2=∞

J J E E E I 181810179.2)1

1

1(

10179.21--⨯-=-∞⨯-=-∞=∆= 3．下列各组量子数中，合理的一组是(A ) (A) n = 3， l = 1， m l = +1， m s = +2

1

(B) n = 4， l = 5， m l = -1， m s = +21 (C) n = 3， l = 3， m l = +1， m s = -21 (D) n = 4， l = 2， m l = +3， m s = -2

1 4．用合理的量子数表示： (1)3d 能级； (2)4s 1电子 解: n = 3， l = 2， m l = 0， n = 4， l = 0， m l = 0， m s = +2

1或-

2

1

Ⅵ

5．分别写出下列元素基态原子的电子分布式，并分别指出各元素在周期表中的位置。

9F

10Ne

25Mn

29Cu

24Cr

解:

元素

价层电子分布式 周期 族 9F [He]2s 22p 5 2 ⅦA 10Ne [He]2s 22p 6

2 ⅧA 25Mn

[Ar]3d 54s 2 4 ⅦB 29Cu [Ar]3d 104s 1 4 ⅠB 24Cr

[Ar]3d 54s 1 4 ⅥB

Ⅲ

6．以(1)为例，完成下列(2)~(4)题。

(1)Na (Z = 11) [Ne]3s1；(3 ) Cr(Z=24) [Ar] 3d54s1；

(2) P(Z=15) 1s22s22p63s23p3 ；(4 ) Kr (Z= 36) [ Ar ] 3d104s24p6；

7．写出下列离子的最外层电子分布式：

S2-K+Pb2+Ag+Mn2+

解:[Ne]3s23p6 [Ne]3s23p6 [Xe]4f145d106s2 [Kr]4d10 [Ar]3d5

8．试完成下表。

原子序数价层电子分布式各层电子数周期族区

11 [Ne]3s12,8,1 3 ⅠA S

21 [Ar]3d54s12,8,9,2 4 ⅥB d

35 [Ar]3d104s24p52,8,18,7 4 ⅦA p

47 [Kr]4d105s12,8,18,18,1 5 ⅠB ds

60 [Xe]4f46s22,8,18, 22,8, 2 6 ⅢB f

82 [Xe]4f145d106s26p22,8,18,32,18,4 6 ⅥA p

9．已知某副族元素A的原子，电子最后填入3d轨道，最高氧化值为4；元素B的原子，电子最后填入4p轨道，最高氧化值为5：

(1）写出A、B元素原子的电子分布式；

(2)根据电子分布，指出它们在周期表中的位置（周期、区、族）。

解(1)A: [Ar]3d24s2 B: [Ar]3d104s24p5

(2)A: 4周期、d区、ⅣB族. B: 4周期、p区、ⅤA族.

10．有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依此为1、2、7，其原子序数按A、B、C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8，而C次外层电子数为18，根据结构判断：

(1) C与A的简单离子是什么？

(2) B与C两元素间能形成何种化合物？试写出化学式。

解(1)I-, K+ (2) B与C两元素间能形成CaBr2

11．指出第四周期中具有下列性质的元素：

(1) 最大原子半径；(2) 最大电离能；(3) 最强金属性；

(4) 最强非金属性；(5) 最大电子亲和能；(6) 化学性质最不活泼；

解(1)Kr (2)Kr (3)K (4)Br (5) Br (6) Kr

12．元素的原子其最外层仅有一个电子，该电子的量子数是n = 4 , l = 0 , m = 0 ,m s= +1/2 ,

问：

(1) 符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？

(2) 写出相应元素原子的电子分布式，并指出在周期表中的位置。

解(1)只有K, 原子序数19.(2) 电子分布式1s22s22p63s23p64s1周期表中4周期ⅠA 13．在下面的电子构型中，通常第一电离能最小的原子具有哪一种构型？

(1) n s2n p3；(2) n s2n p4；(3) n s2n p5；(4) n s2n p6 ；

解(2) n s2n p4

14．某元素的原子序数小于36，当此元素原子失去3个电子后，它的角动量量子数等于2的轨道内电子数恰好半满：

(1) 写出此元素原子的电子排布式；

(2) 此元素属哪一周期、哪一族、哪一区？元素符号是什么？

解(1)角动量量子数等于2的轨道内电子数恰好半满为3d5. 电子排布式1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2

(2) 此元素为Fe 4周期、d 区、ⅧB

15．已知H 2O(g)和H 2O 2(g)的∆f H m 分别为-241.8kJ ⋅mol -1、-136.3kJ ⋅mol -1，H 2 (g)和O 2(g)的离解能分别为436 kJ ⋅mol -1 和493kJ ⋅mol -1，求H 2O 2 中O―O 键的键能。

解： H 2(g) + 1/2 O 2(g)

H 2O(g)

2H(g) + O(g)

∆f H m (H 2O) + 2∆H b (H-O) = ∆H b (H-H) + 1/2∆H b (O-O)

2∆H b (H-O) = ∆H b (H-H) + 1/2∆H b (O-O) - ∆f H m (H 2O)

= [436 + (1/2)⨯493 - (-241.8) ] kJ ⋅mol -1 = 924.3 kJ ⋅mol -1

H 2(g) + O 2(g) O 2(g)

2H(g) + 2O(g)

∆f H m (H 2O 2) + ∆r H m = ∆H b (H-H) + ∆H b (O-O) ∆r H m = ∆H b (H-H) + ∆H b (O-O) - ∆f H m (H 2O 2)

= [436 + 493 - (-136.3)] kJ ⋅mol -1 = 1065.3 kJ ⋅mol -1

∆r H m = 2∆H b (H-O) + ∆H b (-O-O-) ∆H b (-O-O-) = ∆r H m - 2∆H b (H-O)

= [1065.3 - 924.3 ]kJ ⋅mol -1 = 141 kJ ⋅mol -1 = E (-O-O-)

16．在极性分子之间存在着_ 取向力 , 诱导力 色散力 ；在极性分子和非极性分子之间存在着_诱导力_色散力____力；在非极性分子之间存在着___色散力_______力。

17．写出O 2分子的分子轨道表达式，据此判断下列双原子分子或离子：O 2+、O 2、O 2-、O 22-各有多少成单电子，将它们按键的强度由强到弱的顺序排列起来，并推测各自的磁性。

解:O +2[(σ1s )2(σ*1s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2p x )2(π2p y )2(π2p z )2(π*2p y )1(π*2p z )0] 单电子n=1

∆f H m (H 2O 2)

∆H b (H-H)

∆H b ∆r H m

∆f H

m (H 2O) ∆H b (H-H) 1/2∆H b ∆H b (H-O)