(完整word版)原子结构和元素周期律练习题

原子结构和元素周期律练习题

1. 给出下面每组中可能的量子数：

(1) n = 3 , l = 1 , m = ?

(2) n = 4 , l = ? , m = -1

(3) n = ? , l = 1 , m = +1

答：(1) m = 0 ，±1。

(2) l = 3，2，1。

(3) n≥2

2. 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2s、2p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∣ψ∣2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2s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。

3. 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：1s22s22p63s23p63d34s2

B原子是硒，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p4。

4. 按原子半径从大到小的顺序排列下列元素：

Ca, Si, As,Te

答：Ca> Te> As> Si

5. 按各基态原子第一电离能从大到小的顺序排列下列元素：

B, Be, C, N, O

答：N > O > C > Be > B

6. 按电负性从大到小的顺序排列下列元素：

Al, B, Be, Mg

答：B> Al > Be > Mg

7. 有A、B、C、D四种元素。其中A为第四周期元素，与D可形成1:1和1:2原子比

的化合物。B 为第四周期d 区元素，最高氧化数为7。C 和B 是同周期的元素，具有相同的最高氧化数。D 为所有元素中电负性第二大的元素。给出四种元素的元素符号，并按电负性由大到小排列之。

答：这四种元素分别为：A —K or Ca or Ge ；B —Mn ；C —Br ；D —O 。

这四种元素按电负性由大到小排列为：O> Br > Ge > Mn(> Ca> K)

例1-1． 求钾原子4s 电子的能量。假如钾的最后一个电子不是排在4s 轨道而是排在3d 轨道，求这个电子的能量。

解：钾原子的核外电子排布为：1s 22s 22p 63s 23p 64s 1

4s 电子受到的有效核电荷 Z *=Z -σ=19-(0.85×8+1.00×10) =19-16.8 = 2.20

242)

20.2(6.134⨯-=s E = - 4.11eV

钾的核外电子排布假如是：1s 22s 22p 63s 23p 63d 1

3d 电子受到的有效核电荷 Z *=Z -σ=19-1.00×18=1.00 23

2)00.1(6.133⨯-=d E = -1.51eV 从以上计算可以看出，钾原子4s 电子的能量低于3d 电子的能量，所以钾的最后一个电子是排在4s 轨道而不是排在3d 轨道。

例1-2．分别计算V 原子3d 和4s 电子的能量，由计算结果可以得到什么结论？

解：V 原子的核外电子排布为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 34s 2

V 原子核作用于一个4s 电子上的有效核电荷为：

Z * = Z – σ = 23-(0.35×1+0.85×11+1.0×10) = 3.3

26.924

23.36.134-=⨯-=s E eV V 原子核作用于一个3d 电子上的有效核电荷为：

Z * = Z – σ = 23-(0.35×2+1.0×18) = 4.3

94.2723

23.46.133-=⨯-=d E eV V 原子的4s 电子的能量高于3d 电子的能量，所以V 原子在化学反应中首先失去4s 电子，再失去3d 电子。

1．用洪特规则推断氮原子有几个未成对电子?

解：N 原子核外电子排布为：1s 22s 22p 3，根据洪特规则，3个p 电子分占3个p 轨道且自旋方向相同，所以N 原子有3个未成对电子。

2．具有下列价电子构型的元素，在周期表中属于哪一周期，哪一族?

(1) (n-1)d10ns1；(2) ns2np6

解：(1)属于第四、五、六周期的第ⅠB族；(2)属于第二、三、四、五、六周期的0族或第ⅧA族。

3．某元素的电子层结构为1s22s22p63s23p63d104s1

(1)这是什么元素? (2)它有多少能级，多少轨道? (3)它有几个未成对的电子?

解：为Cu元素，有七个能级，有15个轨道，只有一个未成对电子。

6．写出下列各原子序数的电子层构型，并指出元素所在周期表中的周期、族、元素名称及元素符号。

(1) Z = 18；(2) Z = 24；(3) Z = 29；(4) Z = 80

解：(1)1s22s22p63s23p64s2，第四周期，第ⅡA族，为钙，Ca；

(2)1s22s22p63s23p63d54s1，第四周期，第ⅥB族，为铬，Cr；

(3)1s22s22p63s23p63d104s1，第四周期，第ⅠB族，为铜，Cu；

(4)1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2，第六周期，第ⅡB族，为汞，Hg。

7．比较下列各组元素的原子性质，并说明理由。

(1) K和Ca的原子半径；(2) As和P的第一电离势；

(3) Si和Al的电负性；(4) Mo和W的原子半径。

解：(1)原子半径K＞Ca，同一周期，随原子序数的增加，有效核电荷增加，核对外层电子的引力增加，原子半径依次减小。

(2)第一电离势P＞As，同一族中元素原子的第一电离势从上而下依次减小。

(3)电负性Si＞Al，同一周期，随原子序数的增加，有效核电荷增加，核对外层电子的引力增加，其吸引电子的能力增加。

(4)原子半径Mo≈W，由于存在镧系收缩，使第五、六周期同族的元素的原子半径非常接近。

8.按原子半径的大小排列下列等电子离子，并说明理由。

F－，O2－，Na＋，Mg2＋，Al3＋

解：原子半径的大小为：O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。同一周期中正离子的半径随离子的电荷增加而减小，而负离子的半径随离子电荷数的增加而增加。因此正离子的半径为Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，而负离子的半径为O2－＞F－，而具有相同电子构型的离子，负离子的半径要大于正离子的半径，即F－＞Na＋。

9.比较Si，Ge，As三元素的下列性质：(1)金属性；(2)电离势；(3)电负性；(4)原子半径。

解：(1)金属性Ge＞As≈Si。Ge是以金属性为主，而As、Si以非金属性为主的两性元素。

(2)电离势As＞Si＞Ge。(3)电负性As＞Si＞Ge。(4)原子半径Ge＞As＞Si。

10.对下列各组原子轨道填充合适的量子数：

(1)n=( )，l=3，m=2，m s= +1/2；(2) n=2，l=( )，m=1，m s= -1/2；

(3) n=4，l=0，m=( )，m s= +1/2；(4)n=1，l=0，m=0，m s= ( )。

解：（1）4；（2）1；（3）0；（4）+1/2或-1/2

18．将下列各组中的化合物按键的极性由大到小排列：

(1)ZnO,ZnS；(2)HI,HCl,HBr,HF；(3) SiCl4,CCl4；

(4)H2Se,H2Te,H2S；(5)OF2,SF2；(6)NaF,HF,HCl,HI,I2。

解：(1)ZnO＞ZnS；(2)HF＞HCl＞HBr＞HI；(3)SiCl4＞CCl4；

(4)H2S＞H2Se＞H2Te；(5)SF2＞OF2；(6)NaF＞HF＞HCl＞HI＞I2。

21．分子极性的大小由什么来衡量？下列分子中哪些是极性分子？哪些是非极性分子？