无机及分析化学B教学（丁明玉）习题6答案.docVIP

第六章(p.141) 1. 利用玻尔理论推得的轨道能量公式，计算氢原子的电子从第五能级跃迁到第二能级所释放的能量及谱线的波长。 解： 2. 利用德布罗衣关系式计算 (1) 质量为9.1(10-31 kg，速度为6.0(106 m/s的电子，其波长为多少？ (2) 质量为1.0(10--2 kg，速度为1.0(103 m/s的子弹，其波长为多少？ 此两小题的计算结果说明什么问题？ 解：(1) (2) 由于电子的波长与原子的大小相近，讨论原子核外电子运动状态时，必须考虑它的波动性；而子弹的波长极短，以致于用常规手段无法测得其波动性而只表现其粒子性。 3. 原子中电子运动有什么特点？概率和概率密度有何区别？ 答：原子核外的电子运动符合微观粒子的运动规律，具有波粒二象性，即：不能同时精确地确定电子的位置和动量，只能用统计的方法指出电子在核外某处出现的可能性。概率是随机事件出现的可能性大小的量度，就核外电子的运动而言，是指电子在空间某点上出现的可能性；概率密度则是指电子在空间某点上单位体积内出现的概率。 4. 定性地画出：3dxy轨道的原子轨道角度分布图，轨道的电子云角度分布图，4p轨道的电子云径向分布图。 答　　　　　　　　　　　　　 5. 简单说明四个量子数的物理意义及量子化条件。 答：主量子数n表征了电子出现概率最大的区域距核的远近，n = 1, 2, 3, 4, (等正整数，数值越小，电子出现概率最大的区域距核越近；角量子数l表征了波函数和电子云角度部分的形状，l = 0, 1, 2, (, (n – 1)；磁场量子数m表征了波函数和电子云角度部分在空间伸展的方向，m = 0, (1, (2, (, (l；自旋量子数ms表征了电子自旋运动的状态，ms = (1/2。 6. 下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ n = 2, l = 1, m = 0 n = 2, l = 2, m = -1 n = 3, l = 0, m = 0 n = 3, l = 1, m = +1 n = 2, l = 0, m = -1 n = 2, l = 3, m = +2 答：(1)(3)(4)合理，(2) n = l, (5) |m| l, (6) l n。 7. 氮原子中有7个电子，写出各电子的四个量子数。 答：(1, 0, 0, 1/2), (1, 0, 0, -1/2), (2, 0, 0, 1/2), (2, 0, 0, -1/2), (2, 1, -1, 1/2), (2, 1, 0, 1/2) (2, 1, 1, 1/2)。 8. 用原子轨道符号表示下列各组量子数 n = 2, l = 1, m = -1 n = 4, l = 0, m = 0 n = 5, l = 2, m = -2 n = 6, l = 3, m = 0 答：(1) 2px或2py (2) 4s (3) 5dxy或 (4) 6fz 9. 用斯莱特规则分别计算Na原子的1s, 2s和3s电子的有效核电荷。 解： 10. 对多电子原子来说，当主量子数n = 4时，有几个能级？各能级有几个轨道？最多能容纳几个电子？ 答：对多电子原子来说，当（基态时最外层电子的）主量子数n = 4时，最外层原子轨道有四个能级，分别是4s, 4p, 4d, 4f能级，各个能级分别有1, 3, 5, 7条轨道，最多可容纳32个电子。 11. 在氢原子中，4s和3d哪一种状态能量高？在19号元素钾中，4s和3d哪一种状态能量高？为什么？ 答：在氢原子中，4s轨道的能量高于3d轨道。在钾原子中，4s轨道的能量低于3d轨道。因为氢原子是单电子原子，轨道的能量仅由主量子数n所决定。而钾是多电子原子，轨道的能量高低还与副量子数l有关。由于4s轨道有很强的穿透效应，所以它的能量反而低于3d轨道。 12. 写出原子序数分别为25，49，79，86的四种元素原子的电子排布式，并判断它们在周期表中的位置。 答：原子序数为25的元素是锰(Mn)，其电子排布式为：[Ar]3d54s2，是第四周期第VII副族元素；原子序数为49的元素是铟(In)，其电子排布式为：[Kr]4d105s25p1，是第五周期第III主族元素；原子序数为79的元素是金(Au)，其电子排布式为：[Xe]4f145d106s1，是第六周期第I副族元素；原子序数为86的元素是氡(Rn)，其电子排布式为：[Xe]4f145d106s26p6，是第六周期第0族元素。 13. 判断下列说法是否正确？为什么？ s电子轨道是绕核旋转的一个圆圈，而p电子是走8字形。 在N电子层中，有4s, 4p, 4d, 4f共4个原子轨道。主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。 氢原子中原子轨道能量由主量子数n来决定。 氢原子的核电荷数和有效核电荷数不相等。