第8章原子结构习题及答案.doc

第8章原子结构和元素周期律习题参考答案1玻尔理论的要点是什么？玻尔理论有哪些局限性？

答：玻尔提出三点假设：

①核外电子是在某些符合一定条件的轨道上绕核运动的。电子在这些轨道上运动时，既

不吸收能量也不放出能:U:。②原子在稳定状态时，电子尽可能处在离核最近的轨道上。这时原子的能量最低(称为基态)。当原子从外界获得能量时，电子可以跃迁到离核较远(即能量较高)的轨道上去，此时原子和电子处于激发态。③处于激发态的电子很不稳定。当电子从离核较远的轨道返回到离核较近的轨道吋，会以光的形式释放岀能量。光的频率取决于能量较高的轨道与能量较低的轨道之间的能量差。玻尔理论的缺陷在于未能完全冲破经典物理的束缚，加入了一些假定，仍然认为，电子在原子核外的运动采用了宏观物体运动的固定轨道。玻尔理论不能解释这种光谱的精细结构，玻尔理论也不能解释多电子原子的光谱。

2 I川2的物理意义是什么？它的形象化表示是什么？

波函数绝对值的平方I PI2有明确的物理意义。它表示空间某单位体积内电子出现的概率，

即概率密度。电子云就是概率密度I 0I2的形象化图示。

3原子轨道的角度分布图与电子云的角度分布图相比有哪些不同？

答：比较电子云的角度分布与原子轨道的角度分布图，可以看到，它们主要有两点区别:

①原子轨道的角度分布图上有正、负号，而电子云角度分布图上均为正值。

②电子云的角度分布图比原子轨道的角度分布图要瘦一些。这是因为，in的值总是小于1 的，而iri2的值更小。

4给出下面每组中可能的量子数:

(1)« = 3，/ = 1，m = ?

(2)w 二4，/ 二?，m 二-1

⑶ w = ?，/ = 1，m = +1

答：(1) = 0 , ±1。

(2) 1 = 3, 2, E

(3)A? >2

5 M2+离子的3d轨道上有3个电子，该元素位于周期表中哪一周期？什么族？什么区？中文名称是什么？分别写出描述这3个电子运动状态的四个量子数。

答：该元素位于周期表中第4周期，VB族，d区。中文名称是钒。描述3d轨道上3个电子运动状态的四个S:子数分别是：

n/m

⑴32+2+1/2

⑵32+ 1+1/2

⑶320+ 1/2

.6填空

7某元素在Kr之前，当它的原子失去3个电子后，角量子数为2的轨道上的电子恰好是半充满。写出该元素的核外电子排布式并指出该元素位于哪一周期？什么族？什么区？中文名称是什么？

答：该元素的核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d64s20该元素位于第4周期，VII1B族，d 区，巾文名称是铁。

8将氢原子核外电子从基态激发到h或2p轨道，所需要的能量是否相同？为什么？如果是氦原子情况又是怎样的？

答：由于氢原子是单电子原子，E2s=E2p，所以将氢原子核外电子从基态激发到25或2p轨道，所需要的能量相同。氦原子是多电子原子，两个电子间存在斥力£2S T^£2P,所以将氦原子核外电子从基态激发到么或2p轨道，所耑要的能量不相同。

.9下列叙述是否正确？将不正确的改正过来。

(1)氢原子只有一个电子，故氢原子只要一个轨道。

(2)主量子数为2时，有2v、2/7两个轨道。

(3)因为p轨道的角度分布呈“8”字形，所以p电子运动的轨道为“8”字形。

(4)电子云是波函数| PI2在空间分布的形象化表示。

答：(1)不正确。正确的叙述是：氢原子只有一个电子，但氢原子核外的原子轨道不只一个。

(2)不正确。正确的叙述是：主量子数为2时，有1个2〃轨道，3个2P轨道。

(3)不正确。正确的叙述是：p轨道的角度分布呈“8”字形，p电子在围绕原子核运

动。

(4)正确。

10 A、B两元素，A原子的M层和N层的电子数分别比B原子的M层和N层的电子数

少7个和4个。写出A、B两原子的名称和电子排布式。

答：A原子是钒，电子排布式为：ls22s22p63s23p63d34s2 B原子是硒，电子排布式为：ls22s22p63s23p63d IG4s24p4。

11写出具有电子构型为ls22s22p5的原子中各电子的

全套量子数。

答••n1m

(1)100+ 1/2

(2)100-1/2

(3)200+ 1/2

(4)200-1/2

(5)21+ 1+ 1/2

⑹21+ 1•1/2

⑺21-1+ 1/2

(8)21-1-1/2

⑼210+ 1/2

12什么是屏蔽效应？什么是钻穿效应？什么是能级交错现象？

答：在多电子原子中，由于其他电子对某电子的排斥作用抵消了一部分核电荷，从而使有效核电荷降低，削弱丫核电荷对该电子的引力，这种作用被称为屏蔽作用或屏蔽效应。

外层电子钻到靠近原子核的内层空间，从而躲避其他电子的排斥使本身能量降低的现象称为钻穿作用。

对于多电子原子而言，原子轨道的能量由主量子数A2和角量子数/共同决定，主量子数Z2 小和角U子数/大的轨道(内层轨道)能量反而高于主量子数A2大和角以子数/小的轨道(外层轨道)能量，如对于元素K: £4s<£3d,这种现象称为能级交错现象。

13核外电子排布遵循哪三项原则？其主要内容是什么？

答：核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。

(1)能量最低原理：电子在原子中所处的状态总是要尽可能使整个体系的能量最低，该体

系是最稳定的。核外电子总是尽可能分布到能量最低的轨道。

(2)泡利原理：泡利原理指出，在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子。或者说，在同