第六章原子结构和元素周期律 1.利用波长λ与频率v之间的关系式,试从氢原子光谱的四条谱线的波长计算它的频率。 2.利用氢原子光谱的频率公式,令n=3,4,5,6。求出相应的谱线频率 3.利用图6-2的氢原子能级数值,计算电子从n=6能级回到n=2能级时,由辐射能量而产生 的谱线的频率 4.利用氢原子光谱的能量关系式求出氢原子各能级(n=1,2,3,4)的能量。 5.下列各组量子数中哪一组是正确的? (A)n=3,l=2,m=-2 (B)n=4,1=-1,m=0 (C)n=4,1=1,m=-2 (D)n=3,1=3,m=-3 6.一个原子中,量子数n=3,1=2,m=0时可允许的最多电子数是多少? 7.“氢原子的1s电子在核外出现的几率最大的地方在离核52.9pm的球壳上,所以,ls电子 云的界面图的半径也是52.9pm”。这话对吗?为什么? 8.怎样正确理解“s电子云是球型对称的”这句话? 9.为什么说p轨道有方向性?d轨道是否有方向性? 10.从v2轨道的角度分布图[图6-8,(a)]说明v的最大绝对值对应于曲线的哪一部 最小绝对值又是哪里?这些部位怎样与2p,电子的出现几率密度相联系? 11.p轨道的角度分布图表如图6-8(a)所示,p电子云角度分布图如6-8(b)所示,试说明这两 者的区别 12.已知vn= (氢原子基态) (1)计算r=52.9pm时的ψ值 (2)计算r=2×52.9m时的ψ值 (3)计算(1)与(2)的y2值 (4)计算(1)与(2)的4my2值; Copyright武汉理工大学应用化学系
1 Copyright 武汉理工大学应用化学系 第六章 原子结构和元素周期律 1. 利用波长λ与频率ν之间的关系式，试从氢原子光谱的四条谱线的波长计算它的频率。 2. 利用氢原子光谱的频率公式，令 n=3，4，5，6。求出相应的谱线频率。 3. 利用图 6-2 的氢原子能级数值，计算电子从 n=6 能级回到 n=2 能级时，由辐射能量而产生 的谱线的频率。 4. 利用氢原子光谱的能量关系式求出氢原子各能级(n=1，2，3，4)的能量。 5. 下列各组量子数中哪一组是正确的? (A)n=3，l=2，m=-2 (B)n=4，l=-1，m=0 (C)n=4，l=1，m=-2 (D)n=3，l=3，m=-3 6. 一个原子中，量子数 n=3，l=2,m=0 时可允许的最多电子数是多少? 7. “氢原子的 1s 电子在核外出现的几率最大的地方在离核 52.9pm 的球壳上，所以,1s 电子 云的界面图的半径也是 52.9pm”。这话对吗?为什么? 8. 怎样正确理解“s 电子云是球型对称的”这句话? 9. 为什么说 p 轨道有方向性?d 轨道是否有方向性? 10. 从 2pz ψ 轨道的角度分布图［图 6-8,(a)］说明 2pz ψ 的最大绝对值对应于曲线的哪一部位， 最小绝对值又是哪里?这些部位怎样与 2px 电子的出现几率密度相联系? 11. p 轨道的角度分布图表如图 6-8(a)所示，p 电子云角度分布图如 6-8(b)所示，试说明这两 者的区别。 12. 已知 0a r 3 0 1s e a 1 − π ψ = (氢原子基态) (1) 计算 r=52.9pm 时的ψ值； (2) 计算 r=2×52.9pm 时的ψ值； (3) 计算(1)与(2)的 2 ψ 值； (4) 计算(1)与(2)的 2 2 4πr ψ 值；
(5)当r=0和r=∞时,分别4mv2等于多少? 3.H和Na原子的第一电离能分别为2.179×10J和0.823×101J,试计算氢和钠的第一摩 尔电离能为多少kJ·mol?(有时电离能就以这种摩尔电离能kJ·mol单位来表示 14.在图6-18中从原子序数11到20,第一电离能数据出现尖端的是哪些元素?这些元素的原 子结构各有什么特点 15. Cotton原子轨道能级图与 Pauling近似解级图的主要区别是什么? 16.试用 Slater规则: (1)计算说明原子序数为13,17,27各元素中,4s和3d哪一个能级的能量高 (2)分别计算作用于Fe的3s,3p,3d和4s电子的有关核电荷数,这些电子所在各轨道的能 量及Fe原子系统能量。 17.n相同,1不同的电子穿透作用大小的次序是什么? 18.指出下列叙述是否正确 (1)价电子层排布为ns的元素是碱金属元素 (2)第八族元素的价电子层排布为(n-1)dns2 (3)过渡元素的原子填充电子时是先填3d然后4s,所以失去电子时,也是按这个次序 (4)因为镧素收缩,第六周期元素的原子半径会比第五周期同族元素半径小 (5)0(g)+e->0(g),0(g)+e->02(g) (6)氟是最活泼的非金属元素,故其电子亲合能也最大 9.写出K,Ti”,Sc“,Br离子半径由大到小的顺序 20.已知某原子的电子分布是:1s2s2p3s23p3d4s4p (1)这元素的原子序数是多少? (2)这元素属第几周期?第几族?是主族元素还是过渡元素 21.在某一周期(其稀有气体原子的最外层电子构型为4s24p5)中有A、B、C、D4种元素,已知 它们的最外层电子数分别为2,2,1,7:A、C的次外层电子数为8,B、D的次外层电子 数为18。问A、B、C、D分别是哪个元素? 2.某元素原子X的最外层只有一个电子,其X离子的最高能级三个电子的主量子数n为3, 副量子数1为2,写出元素符号,第几周期,第几族。 Copyright武汉理工大学应用化学系
2 Copyright 武汉理工大学应用化学系 (5) 当 r=0 和 r=∞时，分别 2 2 4πr ψ 等于多少? 13. H 和 Na 原子的第一电离能分别为 2.179×10-18J 和 0.823×10-18J，试计算氢和钠的第一摩 尔电离能为多少 kJ·mol-1?(有时电离能就以这种摩尔电离能 kJ·mol-1单位来表示。) 14. 在图 6-18 中从原子序数 11 到 20，第一电离能数据出现尖端的是哪些元素?这些元素的原 子结构各有什么特点。 15. Cotton 原子轨道能级图与 Pauling 近似解级图的主要区别是什么? 16. 试用 Slater 规则： (1)计算说明原子序数为 13，17，27 各元素中，4s 和 3d 哪一个能级的能量高； (2)分别计算作用于 Fe 的 3s,3p,3d 和 4s 电子的有关核电荷数，这些电子所在各轨道的能 量及 Fe 原子系统能量。 17. n 相同,l 不同的电子穿透作用大小的次序是什么? 18. 指出下列叙述是否正确 (1)价电子层排布为 ns1 的元素是碱金属元素； (2)第八族元素的价电子层排布为(n-1)d6 ns2 ； (3)过渡元素的原子填充电子时是先填 3d 然后 4s，所以失去电子时，也是按这个次序； (4)因为镧素收缩，第六周期元素的原子半径会比第五周期同族元素半径小； (5)O(g)+e- O - (g),O- (g)+e- O 2-(g) (6)氟是最活泼的非金属元素，故其电子亲合能也最大。 19. 写出 K + ，Ti3+ ，Sc3+，Br- 离子半径由大到小的顺序 20. 已知某原子的电子分布是：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p1 (1) 这元素的原子序数是多少? (2) 这元素属第几周期?第几族?是主族元素还是过渡元素? 21. 在某一周期(其稀有气体原子的最外层电子构型为 4s2 4p6 )中有 A、B、C、D4 种元素，已知 它们的最外层电子数分别为 2，2，1，7；A、C 的次外层电子数为 8，B、D 的次外层电子 数为 18。问 A、B、C、D 分别是哪个元素? 22. 某元素原子 X 的最外层只有一个电子，其 X 3+离子的最高能级三个电子的主量子数 n 为 3， 副量子数 l 为 2，写出元素符号，第几周期，第几族
习题答案 1.D=4.57×104s;=6.17×104s,=691×104s;u=7.31×104 2.=4.57×104s;D=617×04s2;u=691×1014s2;=7.31×104s 3.u=730×1014s1 4.E=2.179×1018J:E=0.545×10J E=0242×1015J:E=0.136×1018J 6.2 12.(1)v=5 (2)v2=1.99×10 (3)v2=292×103:v2=3.96×103 (4)1.03×102:5.57×103 (5)0:0 16.(2)14.75,14.75, 527×10-18.-527×10181.-946×10-18J, 192×1018J-544×10-15 Copyright武汉理工大学应用化学系
3 Copyright 武汉理工大学应用化学系 习题答案 1. υ1＝4.57×1014 s -1 ; υ2=6.17×1014 s -1 ; υ3=6.91×1014 s -1 ; υ4=7.31×1014 s -1 2. υ1=4.57×1014 s -1 ; υ2=6.17×014 s -1 ; υ3=6.91×1014 s -1 ; υ4=7.31×1014 s -1 3. υ=7.30×1014 s -1 4. E1=-2.179×10-18J； E2=-0.545×10-18J； E3=-0.242×10-18J； E4=-0.136×10-18J 6. 2 12. (1) ψ1=5.40×10-4 ; (2) ψ2=1.99×10-4 ; (3) 2 ψ1 =2.92×10-7 ； 2 ψ 2 =3.96×10-8 (4)1.03×10-2 ； 5.57×10-3 (5) 0； 0 16. (2)14.75，14.75， 6.25， 3.75， －52.7 × 10-18J, －52.7 × 10-18J, －9.46 ×10-18J， －1.92×10-18J ,－5.44×10-15J