第6章 原子结构

一.选择题

1. 下列关于氢原子结构叙述不正确的是( )

A. 电子在r<53pm的区域出现的几率密度大; B. 电子在r=53pm处出现的几率最大; C. 电子在r=53pm处出现的几率密度最大;

D．电子在r>53pm的空间出现的几率和几率密度随r的增大都减小.

2. 下列关于电子云的说法不正确的是( )

A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念; B. 电子云是││2的数学图形;

C. 电子云有多种图形，黑点图只是其中一种;

D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动，故称为电子云. 3. P轨道电子云形状正确叙述为( )

A. 球形对称; B. 对顶双球;

C. 极大值在X.Y.Z轴上的双梨形; D. 互相垂直的梅花瓣形. 4. 下列说法错误的是( )

A. ││2表示电子出现的几率密度; B. ││2表示电子出现的几率;

C. ││2在空间分布的图形称为电子云; D. ││2值一定大于值;

E. ││2图形与图形相比，形状相同，但││2图略“瘦”些. 5. 下列说法不正确的是( )

A. 表示电子的几率密度; B. 没有直接的物理意义; C. 是薛定格方程的合理解，称为波函数; D. 就是原子轨道. 6. 描述一确定的原子轨道(即一个空间运动状态)，需用以下参数( )

A. n.l B. n.l.m C. n.l.m.ms D. 只需n 7. 下列说法不正确的是( )

A. 氢原子中，电子的能量只取决于主量子数n;

B. 多电子原子中，电子的能量不仅与n有关，还与l有关;

1

C. 波函数由四个量子数确定; D. ms=±½表示电子的自旋有两种方式. 8. 下列波函数符号错误的是( )

A. 1.0.0 B. 2.1.0 C. 1.1.0 D. 3.0.0 9. n=4时m的最大取值为( )

A. 4 B. ±4 C. 3 D. 0 10. 2p轨道的磁量子数可能有( )

A. 1.2 B. 0.1.2 C. 1.2.3 D. 0.+1.-1 11. 原子中电子的描述不可能的量子数组合是( )

A. 1.0.0.+1/2 B. 3.1.1.-1/2 C. 2.2.0.-1/2 D. 4.3.-3.-1/2

12. 描述核外电子空间运动状态的量子数组合是( )

A. n.l B. n.l.m C. n.l.m.ms D. n.l.ms

13. n.l.m确定后，仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( )

A. 数目 B. 形状 C. 能量 D. 所填充的电子数目 14. 对于原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的?( )

A. n=3，l=1，m=-1 B. n=3，l=1，m=2 C. n=2，l=2，m=-1 D. n=6，l=0，m=0 E. n=4，l=-2，m=1

15. 关于下列对四个量子数的说法正确的是( )

A. 电子的自旋量子数是½，在某一个轨道中有两个电子，所以总自旋量子

数是1或是0;

B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道; C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数;

D. 多电子原子中，电子的能量决定于主量子数n和角量子数l. 16. 在主量子数为4的电子层中，能容纳的最多电子数是( )

A. 18 B. 24 C. 32 D. 36

17. 多电子原子中，在主量子数为n，角量子数为l的分层上，原子轨道数为( )

A. 2l+1 B. n-1 C. n-l+1 D. 2l-1

2

18. 对于多电子原子来说，下列说法正确的是( )

A. 主量子数n决定原子轨道的能量;

B. 主量子数n是决定原子轨道能量的主要因素; C. 主量子数n值愈大，轨道能量正值愈大; D. 主量子数n决定角量子数l的取值范围; E. 主量子数n决定原子轨道的形状.

19. 已知多电子原子中，下列各电子具有如下量子数，其中能量最高的为( )

A. 3，2，-2，-1/2 B. 2，0，0，-1/2 C. 2，1，1，-1/2 D. 3，2，2，+1/2 E. 3，1，1，-1/2

20. 钾原子中4s电子能量为-4.11ev，则4s电子所受的屏蔽常数为( )

A. 13.6 B. 16.8 C. 2.2 D. 18 21. 多电子原子中某电子能量( )

A. 是精确考虑各因素后计算得到的; B. 无法计算; C. 由中心势场理论近似处理而得; D. E=-13.6×Z2/n2 (ev). 22. 下列说法错误的是( )

A. 由于屏蔽效应，所有元素的原子中的电子所受的有效核电荷数都小于原

子的核电荷数;

B. 电子的钻穿效应越强，电子能量越低;

C．电子所受屏蔽效应越强，电子能量越低;

D. n值相同，l越小，则钻穿效应越强; E. 屏蔽效应和钻穿效应的结果引起能级交错.

23. 关于影响屏蔽常数大小的因素，正确的说法是( )

A. 被屏蔽电子的l值越小，值越大; B. 屏蔽电子的n值越小，值越大; C. 被屏蔽电子离核越远，值越大; D. 屏蔽电子的数目越多，值越大; E. n=1的电子所受屏蔽=0. 24. 第六周期元素最高能级组为( )

A. 6s6p B. 6s6p6d C. 6s5d6p D. 4f5d6s6p

3

25. 玻尔理论不能解释( )

A. H原子光谱为线状光谱

B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量----电磁波. C. H原子的可见光区谱线 D. H原子光谱的精细结构

26. H原子第一激发态上的电子能量为( )

A. -13.6ev B. -3.4ev C. -6.8ev D. 13.6ev 27. 基态H原子的半径为( )

A. 0.53pm B. 0.53nm C. 53pm D. 53nm 28. H原子光谱中，电子从n=3的轨道上跳回到n=2的轨道上时谱线波长为(已

知C=2.998×10m·s-1，h=6.626×10-34J·s-1) ( )

A. 524nm B. 434nm C. 486nm D. 656nm 29. 氢原子的3d和4s能级的能量高低是( )

A. 3d>4s B. 3d<4s C. 3d=4s D. 无3d，4s轨道，无所谓能量高低. 30. 在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是( )

A. ns2np3 B. ns2np5 C. ns2np4 D. ns2np6 31. 下面各系列哪一个是按电离能增加的顺序排列的( )

A. C.P.Se B. O.F.Ne C. B.Be.Li D. Li.Na.K 32. 为表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成( )

A. 310 B. 3d10 C. 3s23p63d2 D. 3s23p64s2 33. 下列原子或离子中，半径最大的是( )

A. P B. S2- C. Mg2+ D. Cl- 34. 下列原子中电离势最大的是( )

A. Be B. C C. Al D. Si

35. 下列各对元素中，第一电离势大小顺序正确的是( )

A. Cs>Au B. Zn>Cu C. S>P D. Rb>Sr E. Mg>Al

36. 氧原子的第一电子亲合势和第二电子亲合势( )

A. 都是正值 B. E1为正值，E2为负值

4

C. 都是负值 D. E1为负值，E2为正值

37. 第一电子亲合势最大的元素是( )

A. F B. Cl C. Na D. H

38. 有A，B和C三种主族元素，若A元素阴离子与B.C元素的阳离子具有相

同的电子层结构，且B的阳离子半径大于C，则这三种元素的原子序数大小次序是( )

A. BC>A 39. 下列电负性大小顺序错误的是( )

A. H>Li B. As

C D. Hg>Zn E. Cu>Ag

40. 下列用核电荷数表示出的各组元素，有相似性质的是( )

A. 1和2 B. 6和14 C. 16和17 D. 12和24 E. 19和55 41. 对原子轨道叙述错误的是( )

A. 描述核外电子运动状态的函数; B. 核外电子运动的轨迹; C. 和波函数为同一概念;

D. 图形可分为角向部分和径向部分的一个数学式子.

42. 首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是

( )

A. 道尔顿 B. 爱因斯坦 C. 玻尔 D. 普朗克 43. X.Y是短周期元素，两者能组成化合物X2Y3，已知X的原子序数为n，则Y

的原子序数为( )

A. n+11 B. n-11 C. n-6 D. n-5 E. n+5

二．填空题

1. 写出具有下列指定量子数的原子轨道符号:

A. n=4，l=1____________ B. n=5，l=2 ____________

2. 波函数角度分布图与_____量子数无关，只由______量子数决定.

3. 所谓屏蔽效应是在多电子原子中，将其它电子对某个选定电子的排斥作用归

结为__________________________.由于这种屏蔽作用，多电子原子中每个电

5

子允许的能量的计算公式为E=__________________________.

4. 对于原子的外层电子来说，_____________值愈大则能级愈高，对于原子较

深内层电子来说，能级的高低基本上仍决定于_______.

5. 氢原子1s电子的______________是在原子核附近最大，而_______的径向分

布却是在52.9pm处最大.

6. 电子云的角度分布图表示了电子在空间不同角度出现的______________的

大小，而几率的径向分布图则表示电子在整个空间出现的几率随_________变化的情况，从而反映了核外电子几率分布的层次及穿透性. 7. 下述原子在基态时有多少个未配对的电子:

(1). Mn_________; (2). Fe__________;

8. 试填写适合下列条件的各元素的名称(以元素符号表示).

(1). 含有半满p亚层的最轻原子_________;

(2). 某元素最外层有2个电子的量子数为n=4，l=0和8个电子的量子数为 n=3，l=2____________.

9. 已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的外层电子构型和元素符号.

(1). 第四周期第ⅣB族________________________; (2). 第五周期第ⅦA族________________________.

10. 在多电子原子中，电子的钻穿效应是指由于角量子数l不同，几率的径向分

布不同，电子钻到核外附近的几率不同，因而____________不同的现象，称为电子的钻穿效应.钻穿效应不仅能解释n相同，l不同时轨道能量的高低，而且可以解释当n和l都不同时，有些轨道发生____________

11. 能级组划分为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ....等组的根据是各能级的(n+0.7l)的第一位数是几这些

就属第几能级组，能级组的划分是元素周期表中_______________的依据.而最高能级组中电子的填充是元素周期表中____________________的依据.

12. 原子核外电子在空间分布并没有明确的边界，即使在离核很远的地方电子出现的几率也

并不为零，只是很小了，为了表示电子出现的主要区域，可将几率密度相同的各点联成一个曲面，构成等密度面，用能包含____________________来表示电子云形状叫做______________.

13. 主族元素原子的价电子层结构特征是_____________________副族元素原子

6

的价电子层结构特征是________________.

三．问答题

1. 什么叫电离势?什么叫电子亲合势?从原子结构解释电离势都是正值，而且数

值大于电子亲合势?

2. 从原子结构解释，第二周期元素中的Be与B，N与O的第一电离势出现不

符合规律的现象.

3. 请用四个量子数表示原子序数为24的元素的每个价电子的运动状态. 4. 1. 当n=4时，L的可能值是多少? 2. 当n=4时，轨道的总数是多少?各轨道

的量子数取值是什么? 5. 简述主量子数的意义. 6. 简述角量子数的意义. 7. 简述磁量子数的意义.

8. 原子核外电子排布主要遵循的三个原理是什么?

9. 写出原子序数分别为33.52.74三种元素原子的电子排布，并判断它们在周期

表中的位置(区.周期.族)及元素名称.

10. 写出下列原子或离子的核外电子排布.

<1>.Cl-17， Cl- <2>. Fe-26，Fe3+ <3>. Hg-80. 判断上述各元素分别属于第几周期.第几族(主.付).

11. 写出24号元素的电子排布式，并指出该元素是第几周期.第几族(主.付).金属.

非金属，最高氧化数是几.

12. 同一周期过渡元素的原子半径变化规律及原因. 13. 元素电负性意义是什么?电负性数据应用在哪些方面?

14. 元素周期表中非金属元素的电子亲合能大小的一般规律如何?为什么? 15. 有第四周期的A，B，C，D四种元素，其价电子数依次为1，2，2，7.其原

子序数按A，B，C，D顺序增大，已知A与B的次外层电子数为8，而C与D的次外层电子数为18，根据结构判断:

<1>.哪些是金属元素; <2>. D与A的简单离子是什么? <3>.哪一种元素的氢氧化物碱性最强?

<4>. B与D二原子间能形成何种化合物?写出其化学式.

7

16. 元素的最高氧化数和原子的电子层结构有何联系，在常见元素中哪些元素的

氧化数是不变的，哪些元素的氧化数是可变的.

8

第六章原子结构习题答案

一、选择题

1. C 5. A 9. C 13. D 17. A 21. C 25. D 29. B 33. B 37. B 41. B 2. D 6. B 10. D 14. A.D 18. B.D 22. A.C 26. B 30. C 34. B 38. B 42. C 3. C 7. 11. C 15. D 19. A.D 23. C.D 27. C 31. B 35. B.E 39. C.E 43. A.D 4. B.D 8. C 12. C 16. C 20. B 24. D 28. D 32. C 36. D 40. B.E 二．选择题

1. A. 4p B. 5d 2. 主 角

13.6(Z-)

3. 对核电荷的抵消作用 E=- (ev)

n4. n+0.7l n 5. 几率密度 几率 6. 几率密度 半径 7. 5 4 8. N Ni

9. 1. Ti: 3d24s2 2. I: 5s25p5 10. 能量 能级次序交错的现象

11. 1. 化学元素划分为周期 2. 元素分族排列 12. 95%电子云的那一个等密度面 界面图 13. ns1-2或ns2np1-6 (n-1)d1-10ns1-2

三.问答题

9

1. 答：电离势:1mol气态的基态原子或离子生成1mol气态阳离子时所需的能量

(kJ·mol-1)，叫电离势.电子亲合势:1mol气态的基态原子(或离子)生成1mol气态阴离子时所放出的能量(kJ·mol-1)，叫做电子亲合势.气态原子失去电子时要克服核对电子的吸引力，使得有效核电荷增加，半径减小，所以吸收能量较多.电离能都为正值.而气态原子得到电子时，由于核吸收电子要放出能量，但克服电子之间的斥力要消耗部分能量使放出的能量减小， 所以其数值要小于电离势.

2. 答:Be与B，N与O虽同样电离第一个电子，但这个电子在原子中的环境不

完全相同，Be(2s2)s能级全充满是稳定状态，而B(2s22p1)电离一个p电子造

3

成全空较稳定状态，所以Ⅰ1(B)<Ⅰ1(Be).N的2p能级具有半充满稳定状态.

电离一个电子困难，而它后面的O(2p4)则失掉一个p电子变成半满稳定结构，故Ⅰ1(O)<Ⅰ1(N)出现了不符合规律的现象.

13. 答:24号元素为Cr，价电子结构为3d4s.

3d轨道: n l m ms

3 2 -2 +1/2 (或全为-1/2) 3 2 -1 +1/2 3 2 0 +1/2 3 2 +1 +1/2 3 2 +2 +1/2

4s轨道: 4 0 0 +1/2 (或为-1/2) 4. 答:

(1). 当n=4时，L的可能值是0.1.2.3.

(2). 当n=4时，轨道总数:L=0时只有1条轨道;L=1时有：-1.0.+1;L=2时有：-2.-1.0.+1.+2; L=3时有-3.-2.-1.0.+1.+2.+3.所以共有16条轨道. 5. 答:

主量子数n与电子的能量有重要关系.单电子原子电子能量完全由n决定，E=-13.6×1

eV，多电子原子中电子能量主要取决于n，但l也与能量有关.n

同一原子内n相同的电子，在相同的空间运动，称为同一电子层. 6. 答: l决定原子轨道的形状(角向分布图形状).

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l=0为s轨道.原子轨道的角向分布图为球形对称; l=1为p轨道，原子轨道的角向分布图为对顶双球形; l=2为d轨道.原子轨道的角向分布图为梅花瓣形; l=3为f轨道，原子轨道的角向分布图较复杂. 另外在多电子原子中l还和n一起决定电子的能量.

7. 答:磁量子数m与原子线状光谱在外磁场作用下发生分裂有关.所以叫磁量子

数.磁量子数m表示原子轨道在空间的伸展方向.这是由于n相同，l相同，即原子轨道能量相同，形状一样，但在空间方向不同，其角动量在Z轴上的分量才不同.

8. 答:1.能量最低原理; 2.泡利不相容原理; 3.洪特规则.

9. 答:33号 [Ar]3d104s24p3 p区，第四周期，ⅤA族，砷(As)

52号 [Kr]4d105s25p4 p区，第五周期，ⅥA族，碲(Te) 74号 [Xe]4f145d46s2 d区，第六周期，ⅥB族，钨(W) 10. 答:(1). Cl-17， [Ne]3s23p5，第三周期，ⅦA; Cl- [Ne]3s23p6.

(2). Fe-26， [Ar]3d64s2，第四周期，ⅧB; Fe3+ [Ar]3d5.

(3). Hg-80， [Xe]4f145d106s2，第六周期，ⅡB.

11. 答:1s22s22p63s23p63d54s1，第四周期，第六副族，金属元素，最高氧化数为+6. 12. 答:同周期过渡元素原子半径从左至右递减，但较缓慢，这是因为新增电子增

在次外层的d亚层中，这些增加的电子有效地屏蔽着增大的核电荷对外层ns电子的作用，从而使原子半径的递减变化很小.

13. 答:元素电负性意义:通常把原子在分子中吸引成键电子的能力或本领叫元素

电负性.元素电负性值越大，其原子吸引电子能力越强.在所形成的分子中就得到或靠近成键电子，成为负电荷一方，反之则反. 应用:

1.判断元素金属性和非金属性.一般以电负性值2为判断标准.>2一般为非金属，越大，非金属性越强;<2一般为金属，越小，金属性越强. 2.预估化合物中化学键类型，若形成化合物的两种原子电负性相差>1.7为离子键，<1.7为共价键.

14. 答:一般规律为:在同一周期中，从左到右由于元素有效核电荷逐渐增加，原

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子半径逐渐减小，元素的电子亲合能逐渐增大(即代数值逐渐减小).在同一族中，从上到下，由于原子半径不断增加，元素的电子亲合能减小(代数值增加).但同一族中第三周期元素的电子亲合能反而大于第二周期元素的电子亲合能，这是因为第二周期元素的原子半径小，电子云密度大，所以接受外来电子时，第二周期元素的原子核外价电子对外来电子的排斥力大，故其电子亲合能反而小.

15. 答: 1. A，B，C是金属元素; 2. A+1D-1

3. AOH 4. 盐，其化学式为BD2

16.答:主族元素的最高氧化数等于原子价电子层的电子数，也即等于其族序数.副族元素情况稍有不同.次外层电子数多于8而少于18的一些元素，在反应中它们除失去最外层的电子外，还失去次外层上的一部分d电子.失去电子总数就等于该元素所在的族序数，除第Ⅷ和ⅠB外，副族元素的最高氧化数也等于族序数.常见的元素中s区主族元素在各种化合物中通常氧化数不变，而大多数p区元素和大多数副族(包括Ⅷ族)元素有可变氧化数.

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