第7章 部分习题解答

第七章 物质结构基础 部分习题解答

第七章

7-1．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?的波长与频率。 解： ? = RH??11??n 12?n22?? = 3.289 ? 1015??11???1

?22?32??s

?= 4.57?1014s?1

??c?

=2.998?108m?s?14.57?1014s?1

= 656?10?9m = 656nm

7-2．计算基态氢原子的电离能为多少？ 解： I = ?E = h?

= 6.626?10?34 J?s?3.289?1015s?1(1/12 ?1/?) =2.179?10?18J

7-3．下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？

n l m (1) 2 1 0 (2) 2 2 ?1 (3) 2 3 +2

解：(1)合理；(2) l取值不合理，应小于n；

(3) l、m取值不合理，l应小于n，m取值为0, ?1, ?2,? ? l； 7-5．用合理的量子数表示： (1)3d能级； (2)4s1电子

解：(1)3d能级： n=3，l=2；(2)4s1电子：n=4，l=0，m = 0；

7-6．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 55Cs 71Lu

解：

9F 1s22s22p5

第二周期VIIA族 10Ne [He]2s22p6 第二周期VIIIA25Mn

[Ar]3d54s2 第四周期VIIB族 29Cu [Ar]3d104s1 第四周期I B族 24Cr [Ar]3d54s1

第四周期VI B族 55Cs [Xe]6s1 第六周期I A族 71Lu [Xe]4f145d16s2

第六周期IIIB族

1

族

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7-7．以(1)为例，完成下列(2)?(4)题。

(1)Na (Z = 11) [Ne]3s1 ； (3 ) (Z=24) [ ? ] 3d54s1； (2) 1s22s22p63s23p3 ； (4 ) Kr (Z= ) [ ? ] 3d104s24p6； 解：

(1) Na (Z = 11) [Ne]3s1 ； (3 ) Cr (Z=24) [Ar ] 3d54s1； (2) P(Z=15) 1s22s22p63s23p3 ； (4 ) Kr (Z= 36 ) [Ar] 3d104s24p6； 7-8．写出下列离子的最外层电子分布式：

S2? K+ Pb2+ Ag+ Mn2+ Co2+

解： S2? K+ Pb2+ Ag+ Mn2+ Co2+

3s23p6 3s23p6 6s2 4s24p64d10 3s23p63d5 3s23p63d7

7-9．已族元素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： A原子最后电子填入3d轨道，应为第四周期d或ds区元素；最高氧化值为电子构型应为3d24s2，为22Ti元素；

B原子最后电子填入4p轨道，应为第四周期p区元素，最高氧化值为5，其价电子构型为4s24p3，应为33As元素；

(1) 22Ti： [Ar]3d24s2；33As：[Ar] 4s24p3；

(2) 22Ti：位于第四周期d区IVB；33As：位于第四周期p区VA； 7-10．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 21 35 48 60 82

解：

原子序数 价层电子分布式

各层电子数 周期 族 区 11 3s1

2,8,1 3 IA s 21 3d14s2 2,8,8,3 4 III B d 35 4s24p5 2,8,18,7 4 VII A p 48 4d105s2 2,8,18,18,2 5 II B ds 60 4f46s2 2,8,18, 22,8, 2 6 III B f 82

6s26p2

2,8,18,32,18,4

6

IVA

p

7-11．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：2

知某副4，其价

A、

第七章 物质结构基础 部分习题解答

(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：依题意，A应为19K，B应为20Ca，C应为35Br；

(1) C与A的简单离子是Br?与K+；

(2) B与C两元素间能形成离子型化合物：CaBr2。 7-12．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) 最大原子半径：K；(2) 最大电离能：Kr；(3) 最强金属性：K；

(4) 最强非金属性：Br；(5) 最大电子亲和能：Br；(6) 化学性质最不活泼：Kr； 7-13．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 ,ms = +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) 符合上述条件的元素有三种：K、Cr、Cu；原子序数分别为19、24、29；

(2) 相应元素原子的电子分布式为：[Ar]4s1，[Ar]3d54s1，[Ar]3d104s1；

分别位于周期表中第四周期的s区IA、d区VIB、ds区IB。

7-14．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) ns2np3； (2) ns2np4； (3) ns2np5； (4) ns2np6 ；

解：通常第一电离能最小的原子具有(2) ns2np4构型，该构型原子失去一个电子后成为np

半满稳定构型，故其电离能较小。

7-15．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：分析：原子序数小于36应为前四周期元素；角动量量子数等于2，l = 2，应为d 轨

道，前四周期只有第四周期有d轨道，因而应为第四周期元素；

(1) 失去3个电子后，3d轨道内电子数半满，该元素应有3d64s2构型，该元素原子的电子排布式应为[Ar]3d64s2；

(2) 该元素属第四周期VIIIB族d区，元素符号Fe。

7-19．写出O2分子的分子轨道表达式，据此判断下列双原子分子或离子：O2+、O2、O2?、

O22?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：O2分子的分子轨道表达式为：

O2 [(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)1(?*2pz)1]

O2+、O2?、O22?的分子轨道表达式为：

O2+ [(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)1]

O2? ?(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)2(?*2pz)1? O22??(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(??2s)2(?2px)2(?2py)2(?2pz)2(?*2py)2(?*2pz)2?

O2+、O2、O2?、O22?的单电子数分别为1、2、1和0，分别具有顺磁、顺磁、顺磁和

3

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抗(逆)磁性；

O2+、O2、O2?、O22?的键级分别为:

键级(O2+)=(8?3)/2 = 2.5；键级(O2) = (8?4)/2 = 2； 键级(O2?)=(8?5)/2 = 1.5；键级(O22?)=(8?6)/2 = 1；

O2+、O2、O2?、O22?的键强度依次下降。

7-20第二周期某元素的单质是双原子分子，键级为1是顺磁性物质。

(1) 推断出它的原子序号； (2)写出分子轨道中的排布情况； 解：应为B2分子。(1)为5B； (2)B2[(?1s)2(?*1s)2(?2s)2(?*2s)2 (?2py)1(?2pz)1]

7-21.下列双原子分子或离子，哪些可稳定存在？哪些不可能稳 …… 此处隐藏：4465字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……