普通化学：第5章作业题解(原子结构与周期系)

解：第四周期元素原子中，未成对电子数最多可达6个。 这些电子的四个量子数是：(3，2，-2，+½ )， (3，2，-1，+½)， (3，2，0，+½)， (3，2，+1，+½)， (3，2，+2，+½)， (4，0，0，+½)。 该元素属于d区、 ⅥB族，原子序数是24。
15. 某元素的6个电子处于n = 3，l = 2的能级上，推测该 元素的原子序数，并根据洪特规则推测在d轨道上未成 对的电子有几个？
解：(1) 违背泡利不相容原理 硼1s22s22p1
(2) 违背洪特规则 氮1s22s22px12py12pz1
(3) 违背能量最低原理 铍1s22s2
9. 铁原子核外的3d，4s轨道内，下列电子分布式哪个正 确，哪个错误，为什么？
(1) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
(2) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
(3) ↑↓ ↑↓ ↑↓
4s1
1
(2)21Sc: [Ar]3d14s2
3d14s2
1
(3) 29Cu: [Ar]3d104s1
3d104s1
1
(4)34Se: [Ar]3d104s24p4 4s24p4
2
(5) 48Cd: [Kr]4d105s2
4d105s2
0
11. 填写下列表中空白
原子
电子分布式
外层电 周期
族
区
序数
子构型
三
族 金属或 电负性 非金属 相对大 小
ⅦA 非金属 大
乙 3d24s2
四
ⅣB 金属
小
17. 判断题
(1) 3d轨道的磁量子数可能有0，1，2 （√ ）
(2) Cr3+的外层电子分布式为3d24s1
（）
(3) 24Cr原子有5个半充满的d轨道 (4) 钴原子的外层电子分布式是4s2
（√ ） （）
注：3d74s2
m = -3
5. 在下列各组量子数中，恰当填入尚缺的量子数。
(1) n = ?(3,4,5···) (2) n = 2 (3) n = 4 (4) n = 2
l=2 l = ?(1) l=2 l=0
m = 0 ms = +½ m = -1 ms = -½ m = 0 ms = ? (+½ 或-½ ) m = ?(0) ms = +½
6. 写出氮原子 2p轨道上3个电子各自的四个量子数。 解： (2，1，0，+½) (2，1，1，+½ ) (2，1，-1，+½ )
8. 下列各元素原子的电子分布式若写成下列形式，各自 违背什么原则，并写出改正的电子分布式。 (1) 硼1s22s3 (2) 氮1s22s22px22py1 (3) 铍1s22p2
4. 下列各组量子数中，哪一组是正确的。 (1) n = 3 l = 2 m = -2 (2) n = 4 l = -1 m = 0 (3) n = 4 l = 1 m = -2 (4) n = 3 l = 3 m = -3
解： (1) 正确 (2) 错误 (3) 错误 (4) 错误
l = -1 m = -2 l=3
11
1S22S22P63S1
3S1
三
ⅠA
s
22
[Ar]3d24s2
3d24s2
四
ⅣB
d
30
[Ar]3d104s2
3d104s2
四
ⅡB
ds
35
[Ar]3d104s24p5
4s24p5
四
ⅦA
p
12. 元素原子的最外层仅有一个电子，该电子的量子 数为：
n = 4, l = 0, m = 0, ms = +1/2, 问： (1) 符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各 为多少？
周期
族
区
19K
[Ar]4s1
第四周期 ⅠA
s
24Cr
[Ar]3d54s1 第四周期
ⅥB
d
29Cu
[Ar]3d104s1 第四周期
ⅠB
ds
13.（1）查出周期表中元素的电负性最大，但元素原子半 径最小的三种元素。 （2）不参看周期表和数据，试推测：19和29号元素原 子哪一个具有较高的第一电离能和较大的电负性。
(2) 写出相应元素原子的电子分布式，并指出周期 表所在的周期、族和区。
12. 解：已知最外层只有一个电子，其量子数为：
n=4，l =0， m=0，ms=+½ (1) 符合上述条件的元素有3个，原子序数各为19、24、29。
原子序数
ห้องสมุดไป่ตู้
19
24
29
外层电子构型 3d04s1
3d54s1
3d104s1
(2) 元素 电子分布式
解：(1)周期表中元素的电负性最大且元素原子半径最 小的三种元素是：N、O、F。
(2).19号和29号元素原子中，具有较高的第一电离 能和较大的电负性是29号元素Cu。
14. 第四周期元素原子中，未成对电子数最多的可达多少个？分 别写出这些电子的四个量子数。该元素属于周期表哪一区、 哪一族？原子序数为多少？
解：由某元素的6个电子处于n=3，l=2的能级上知，其 外层电子构型为3d64s2，所以该元素的原子序数是26， d轨道上未成对的电子有4个。
16. 甲元素是第三周期p区元素，其最低氧化数为-1，乙 元素是第四周期d区元素，其最高氧化数为+4，填表回 答下列问题。
解：
元素 外层电 周期 子构型
甲 3s24p5
↑↓
(4) ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓
解： (4)正确 因为(1) (2)违背能量最低原理， (3)违背洪特规则。
10. 写出下列各元素原子的核外电子分布式、外层电 子构型。并指出各有多少未成对电子。
19、21、29、34、48
解：核外电子分布式 外层电子构型 未成对电子
(1)19K: [Ar]4s1
原子结构与周期系 作业：162页：10、11、12、13、
14、15、16。
3. 指出与下列各原子轨道相应的主量子数(n)，角量子数(l) 的数值各为多少？每一种原子轨道所包含的轨道数为 多少？2p，4f，6s，5d
2p： n=2， l=1，轨道数为3； 4f： n=4， l=3，轨道数为7； 6s： n=6， l=0，轨道数为1； 5d： n=5， l=2，轨道数为5。
(5) 决定多电子原子的原子轨道的量子数是n和l （ √ ）
(6) 微观粒子具备的特性有波粒二象性 （√ ）