中学化学竞赛试题-原子电子结构.pdf

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1、1中学化学竞赛试题资源库原子电子结构A 组组1氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是A 一个小黑点表示一个电子 B 黑点的多少表示电子个数的多少C 表示电子运动的轨迹 D 电子在核外空间出现机会的多少2在化学反应中，会发生变化的是A 质子数 B 中子数 C 电子数 D 质量数3某元素原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍，那么此元素是A F B C C O D N4某元素原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍，那么此元素是A F B C C O D N5在第 n 电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与 n1 层相同；当它作为原子的次外层时，其电子数比 n1 层最多容纳电

2、子数多 10 个，则此电子层是A K 层 B L 层 C M 层 D N 层6按照核外电子排布规律：各电子层最多容纳电子数为 2n2（n 为电子层数） ；最外层电子数不超过个；次外层电子数不超过 18 个，预测核电荷数为 118 的元素的原子核外电子层排布是A 2，8，18，32，32，18，8 B 2，8，18，32，50，8C 2，8，18，32，18，8 D 2，8，18，32，50，18，87在下列分子中，电子总数最少的是A H2S B O2 C CO D NO8下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是A Al3 B Mg2 C Be2 D H9下列离子中，电子数大于质子数

3、且质子数大于中子数的是A D3O B Li C OD D OH10下列各组微粒中，核外电子总数相等的是A K和 Na B CO2和 NO2 C CO 和 CO2 D N2和 CO11下列各组粒子中，含有相同的电子总数的是A S2与 HF B H2O 与 F C H2O 与 NH4 D Na与 K12下列各组微粒中，核外电子总数相等的是A K和 Na B CO2和 NO2 C CO 和 CO2 D N2和 CO13下列四组物质中，两种分子不具有相同核外电子总数的是A H2O2和 HCl B CO 和 NO C H2O 和 CH4 D H2S 和 F214下列各组粒子中，核外电子排布相同的是A A

4、l 和 Al3 B Na 和 F C Na和 Ne D S2和 Cl15已知硼化物 BxHyz与 B10C2H12的电子总数相同，则 BxHyz的正确表达式为A B9H152 B B10H142 C B11H132 D B12H122216A 元素的离子 An，其核外共有 x 个电子，该原子的质量数为 y，则原子核内含有的中子数为A yxn B yxn C yxn D yxn17在离子 RO3n中共有 x 个核外电子，R 原子的质量数为 A，则 R 原子核内含中子的数目为A An48x B An24x C An24x D An24x18某二价阳离子核外有 24 个电子，其质量数为 56，它的核

5、内中子数是A 34 B 32 C 30 D 7819某阴离子 X16O3具有 42 个电子，质量数为 83，那么 X 元素原子核内的中子数为A 14 B 15 C 17 D 1820某金属 X 的含氧酸根离子带有一个单位负电荷，其核外共有 58 个电子，酸根中各组成原子的质量数之和是 119，其中 X 在此原子团中显示的化合价是7，则 X 的核内中子数是A 29 B 30 C 37 D 3821A2阴离子的原子核内有 x 个中子，A 元素的质量数为 m，则 n 克 A2阴离子所含电子的物质的量为A n(mx2)/m mol B n(mx2)/m molC (mx2)/mn mol D (mx2

6、)/mn mol22假设 A 元素不存在同位素，A2阴离子的原子核内有 x 中子，A 元素的质量数为 m，则 n 克 A2阴离子所含电子的物质的量为A n(mx2)/m mol B n(mx2)/m molC (mx2)/mn mol D (mx2)/mn mol23X 原子的核电荷数为 a，它的阴离子 Xm与 Y 原子的阳离子 Yn的电子层结构相同，则 Y 原子的核电荷数为A amn B amn C mna D mna24X、Y、Z 和 R 分别代表四种元素。如果aXm、bYn、cZn、dRm四种离子的电子层结构相同（a、b、d、d 为元素的原子序数） ，则下列关系正确的是A acmn B

7、abnm C cdmn D bdnm25a、b、c、d 是 118 号元素，a、b 元素的阳离子和 c、d 元素的阴离子都具有相同的电子层结构，且 b 元素原子的最外层电子数比 a 元素原子的最外层电子数少，c 的阴离子所带的负电荷比 d 的阴离子所带的负电荷多，则它们的核电荷数大小关系是A abdc B cbad C abcd D bacd26已知元素 R 有某种同位素的氯化物 RClx（RClx为离子化合物） ，该氯化物中 R微粒核内中子数为 Y，核外电子数为 Z，该同位素的符号为A YZR B ZYZR C ZYZXR D ZYXZXR27两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比

8、相等，则在周期表的前10 号元素中，满足上述关系的元素共有A 1 对 B 2 对 C 3 对 D 4 对28下列分子的电子式书写正确的是3A 氨 B 四氯化碳 C 氮 D 二氧化碳 29下列表达方式错误的是A 甲基的电子式B 硫离子的结构示意图 2 8 8 +16 C 碳12 原子：126CD 用小黑点代表未成键的最外层电子，短线代表共价键，则 NH3分子可表示为：30下列表达方式错误的是A 甲烷的电子式 B 氟化钠的电子式 C 硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4D 碳12 原子 126C31下列微粒的表达式中正确的是A 过氧化钠的结构式：Na-O-O-Na B Be 原子

9、的结构示意图：C N3 离子的核外电子排布式：1s22s22p6 D 羟基的电子式：H32下列电子式中错误的是A Na B C D 33下列表达方式错误的是A 氯化氢分子的电子式：H B S2的结构示意图：C O18 原子的符号：188O D CO2分子的结构式：OCO34下列各项中表达正确的是A F的结构示意图： B CO2的分子模型示意图：4C NaCl 的电子式： D N2的结构式：NN35下列各项表达正确的是A H2O 的分子模型示意图： B F 的结构示意图：C 乙烯分子的结构简式：CH2CH2 D CaCl2的电子式：Ca2236写出下列微粒的化学式：（1）由两个原子核和 18 个

10、电子组成的分子_，由两个原子核和 18 个电子组成的阴离子为_。（2）由五个原子核和 10 个电子组成的分子为_，由五个原子核和 10 个电子组成的阳离子为_。37在 118 号元素组成的化合物中具有三核 10 个电子的共价化合物是 ；具有三核 20 个电子的离子化合物是 。38叠氮化合物在化学工业上有其重要应用。N3叫做叠氮离子，请写出由三个原子构成的含有同 N3相同电子数的微粒的化学式（三种） 。39在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的通常在离核_运动；能量高的通常在离核 。通常用 来表明运动着的电子离校远近的不同。40由核电荷数为 118 的元素组成的分子、阳离子、阴离子

11、，核外共有 10 个电子的微粒有（填写分子式或离子符号）：（1）分子有 、 、 、 和 。（2）阳离子除 H3O外，还有 、 、 和 。（3）阴离子除 NH2外，还有 、 、 和 。41下列粒子的结构示意图是否正确？若不正确，请说明理由。 Na K Xe Cl 42两种元素的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前 18 号元素中，满足上述关系的元素组合有（不一定填满）：1234567元素符号H、Be43A 原子的 L 电子层比 B 原子的 L 电子层少 3 个电子，B 原子核外的电子总数比A 原子的核外电子总数多 5 个。则 A 是 ，B 是 。44有 A、B 两种原子，A 原

12、子的 L 层比 B 原子的 L 层多 4 个电子，而 B 原子的 M层比 A 原子 M 层少 2 个电子，推测 A、B 两种元素的符号，并画出原子结构示意图？45A、B、C 三种元素，其中有一种金属元素。A、B 原子的电子层数相同。B、C原子的最外层电子数相同。又知这三种元素原子的最外层电子数之和为 17。原子核中的5质子数之和为 31。试通过计算确定这三种元素的名称。B 组组46电子构型为Xe4f145d76s2的元素是A 稀有气体 B 过渡元素 C 主族元素 D 稀土元素47下列离子中最外层电子数为 8 的是A Ga3 B Ti4 C Cu D Li48下列基态原子的核外电子排布中，单电子

13、数最多的是A Ar3d94s1 B Ar3d54s1 C Ar3s23p3 D Ar3d54s249A、B 是短周期元素，最外层电子排布式分别为 msx，nsxnpx+1。A 与 B 形成的离子化合物加蒸馏水溶解后可使酚酞试液变红，同时有气体逸出，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该化合物的分子量是A 38 B 55 C 100 D 13550无机化合物甲、乙分别由三种元素组成。组成甲、乙化合物的元素的特征电子排布都可表示如下：asa、bsbbpb、csccp2c。甲是一种溶解度较小的化合物，却可溶于乙的水溶液。由此可知甲、乙的化学式分别是 、 ；甲溶于乙的水溶液化学方程式为 。51现代原子

14、结构理论认为，在同一电子层上，可有 s、p、d、f、g、h等亚层，各亚层分别有 1、3、5、个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测：（1）第 8 周期共有 种元素；（2）原子核外出现第一个 6f 电子的元素的原子序数是 ；（3）根据“稳定岛”假说，第 114 号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，可能在自然界都可以找到。试推测第 114 号元素属于 周期， 族元素，原子的外围电子构型是 52A、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，并说明推理过程。C 组组53 （1）写出下列原子或离

15、子的电子排布式：N、Ar、Fe、Fe2、Pr3。（2）在这些原子或离子中含有多少未成对电子？54镍原子的电子构型为Ar3d84s2，试判断下一号元素 Cu 的电子构型Ar3d104s 中4s 电子数？55所有原子序数 Z 为奇数的原子一定至少含有一个未成对电子，试说明原子序数为偶数的原子能含有未成对电子吗？如果答案是肯定的，请在前三个周期的元素中找出例证。56在第一过渡系元素（Z2130）中哪些原子是反磁性的？写出它们的电子构型。57Cr 的电子构型不服从 Aufbau 电子排布原理，试推断 Cr 实际的电子构型，并解释这种异常现象。58负离子的电子构型仍然遵循 Anfbau 原理，试写出 H

16、、N3、F和 S2的电子构型？659写出 Ni2、Re3和 Ho3的电子排布式，并判断这些离子中的未成对电子数是多少？60最先出现 g 亚层的是哪一主层，写出它的 n 值和代表符号？如果你的答案是正确的，你将会看到 2/3 的已知元素在此层填有电子，试说明为什么没有 g 电子？61如果 M 的下一个稀有气体元素是能够稳定存在或可被人工制造的，并假设处于基态的此元素的 9 个 g 轨道仍然没有被电子占据，试推断它的原子序数？62在绝大多数化合物中镧系元素是以3 价态存在的，但有时在少数几种离子型化合物中也能发现 Ce4和 Eu2，试用价电子构型解释这些离子的变价行为？63五种元素的原子电子层结构

17、如下：A 1s22s22p63s23p63d54s2 B 1s22s22p63s2 C 1s22s22p6D 1s22s22p63s23p2 E 1s22s1试问其中（1）哪种元素是稀有气体？（2）哪种元素最可能生成具有催化性质的氧化物？（3）哪种元素的原子的第一电离能最大？64写出 Eu（63 号） 、Te（52 号）元素原子的电子排布式。若原子核外出现 5g 和6h 五层，请预测第九、十周期最后一个元素原子序数和它们的电子排布。65假定在下列电子的各组量子数中 n 正确，请指出哪几种不能存在，为什么？（1）n1，l1，m1，ms1。（2）n3，l1，m2，ms1/2。（3）n3，l2，m1

18、，ms1/2。（4）n2，l0，m0，ms0。（5）n2，l1，m1，ms1/2。（6）n4，l3，m2，ms2。66试用斯莱脱（Slate）规则分别计算作用于 Fe 的 3s、3p、3d 和 4s 电子的有效核电荷数，这些电子所在各轨道的能量及 Fe 原子系统的能量。67电离 1mol 自由铜原子得 1mol Cu，需能量为 746.2kJ，而由晶体铜电离获得1mol Cu离子仅消耗 434.1kJ 能量。试问：（1）说明上述两电离过程所需能量不同的主要原因。（2）计算电离 1mol 晶体铜所需照射光的最大波长。（3）升高温度可否大大改变上述两电离过程所需能量之差？68在我们这个三维空间世界

19、里的周期系是根据 4 个量子数建立的，即n1，2，3，；l0，1， （n1） ；ml0，1，2，l；ms1/2。如果我们搬到一个想像的“平面世界”去，那是一个二维世界，那里的周期系根据三个量子数建立的，即 n1，2，3，；m0，1，2，（n1） ；ms1/2。这个“平面世界”里的 m 所表示的意义，相当于三维世界中 l 和 ml二者作用（例如用它也能表示 s、p、d能级） 。不过，我们在普通三维世界中的基本原理和方法对二维“平面世界”是适用的，下面几个问题都与这个“平面世界”有关。（1）画出“平面世界”周期表中前四个周期，在其中按照核电荷标明原子序数，并用原子序数（Z）当作元素符号，写出每一元

20、素的电子构型。7（2）现在研究 n3 的各元素，指出与“平面世界”中每种元素相对应的我们三维空间中的各种元素的符号，根据这种相似性，你估计在常温、常压下，哪些“二维世界”单质是固体？哪些是液体？哪些是气体？（3）画出 n2 各元素的杂化轨道。在“平面世界”中的有机化学是以哪一种元素为基础的（用原子序数作元素符号）？指出乙烷、乙烯和环己烷分别与在“平面世界”中什么化合物对应。在“平面世界”中什么样的芳香化合物可能存在？（4）在这个“平面世界”中，有哪些规则和三维世界中所用的 8 电子和 18 电子规则相当？（5）画图说明 n2 的几个“平面世界”元素的第一电离能变化趋势。在“平面世界”周期表中，

21、画出元素的电负性增长方向。69氢原子的稳态能量由下式给出：En2.181018/n2（J） ，n 是主量子数。（1）计算（所有计算结果均要带单位）：第 1 激发态（n2）和基态的能量差；第 6 激发态（n7）和基态（n1）之间的能量差。（2）上述赖曼（Lyman）系跃迁处于什么光谱范围？（3）解释由 Lyman 系光谱的第三条线及第 6 条线产生的光子：能否使处于基态的另外的氢原子电离？能否使晶体中的铜原子电离？（铜的电子功函数为7.441019J）（4）若由 Lyman 系光谱的第 1 条谱线和第 6 条谱线产生的光子能使铜晶体电离，计算上述（3）两种情况中从铜晶体发射出的电子的德布罗意波长

22、。 （有关常数：普朗克常数 h6.62561034J/s，电子质量 m（e）9.10911031kg，光速c2.99792108m/s）70已知电子沿着圆环运动（如下图）的势能函数 V 为：其 Schr6dinaer 方程为：将变数 x 改成和角度 有关的函数，XR，解此方程可得波函数 n和相应能量 En的表达式如下：（1）以“h2/82mR2”作能量单位，作图示出能级的高低及能级简并情况。（2）画出吡啶（C5H5N）和吡咯（C4H4NH）的价键结构式。将环中的 电子运动情况近似地看作如上图所示的状态，说明环中 键电子的数目，以及它们的 LUMO 和HOMO。将电子从 HOMO 跃迁到 LUM

23、O，哪一种化合物所需的光的波长要短些？（3）在吡啶盐酸盐（C5H5NH4Cl）中，正离子中 键电子数是多少？讨论为什么中性的吡咯 C4H4NH 能稳定存在，而中性的 C5H5NH 不稳定？（4）联系讨论单环共轭多烯体系 4m2 规则的本质。871He的某状态函数为 0002exp2241aZraZraZ（1）写出该状态的量子数 n，l，m 值；（2）求算该状态节面处的 r 值；（3）计算该状态的能量；（4）计算该状态的角动量；（5）画出 ，2和 r22对 r 的简单示意图。72氢原子光谱可见波段相邻 4 条谱线的波长分别为 656.47，486.27，434.17 和410.29nm，试通过数

24、学处理将话线的波数归纳成下式表示，并求出常数 R 和整数n；，nz 的数值。vR（1/n121/n22）73按 Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并准确到 5 位有效数字）和线速度。74对于氢原子：（1）分别计算从第一激发态和第六激发态跃迁到基态所产生的光谱线的波长，说明这些谱线所属的线系及所处的光谱范围。（2）上述两谱线产生的光子能否使：（i）处于基态的另一氢原子电离？（ii）金属铜中的原子电离？（铜的功函数 Cu7.441019 J）（3）若上述两话线所产生的光子能使银晶体的电子电离，访计算从铜晶体表面射出的光电子的德布罗意波的波长。

25、75请通过计算说明，用氢原子从第六激发态跃迁到基态所产生的光子照射长度为1120 pm 的线型分子 H2CCHCHCHCHCHCHCH2，该分子能否产生吸收光谱？若能，计算谱线的最大波长；若不能，请提出将不能变为可能的思路。76计算氢原子的基态波函数在 ra0和 r2a0处的比值。77计算氢原子的 1s 电子出现在 r100pm 的球形界面内的概率。78计算氢原子的积分：作出 P（r）r 图，求 P（r）0.1 时的 r 值，说明在该 r 值以内电子出现的概率是90%。79已知氢原子的归一化基态波函数为；（1）利用量子力学基本假设求该基态的能量和角动量；（2）利用维里定理求该基态的平均势能和零

26、点能。80已知氢原子的试回答下列问题：（1）原子轨道能 E？（2）轨道角动量？轨道磁矩？（3）轨道角动量 M 和 z 轴的夹角是多少度？9（4）列出计算电子离校平均距离的公式（不必算出具体的数值） 。（5）节面的个数、位置和形状怎样？（6）概率密度极大值的位置在何处？（7）画出径向分布示意图。81对氢原子，所有波函数都已归一化。请对 所描述的状态计算：（1）能量平均值及能量为3.4 eV 出现的概率；（2）角动量平均值及角动量为2h2 出现的概率；（3）角动量在 z 轴上的分量的平均值及角动量 z 轴分量 h/ 出现的概率。82试在直角坐标系中画出氢原子的 5 种 3d 轨道的轮廓图，比较这些

27、轨道在空间的分布，正、负号，节面及对称性。83写出 He 原子的 Schrdinger 方程，说明用中心力场模型解此方程时要作哪些假设，计算其激发态（2s）1（2p）1的轨道角动量和轨道磁矩。84写出 Li2离子的 Schrdinger 方程，说明该方程中各符号及各项的意义；写出Li2离子 1s 态的波函数并计算或回答：（1）1s 电子径向分布最大值离核的距离；（2）1s 电子离核的平均距离；（3）1s 电子概率密度最大处离核的距离；（4）比较 Li2离子的 2s 和 2 p 态能量的高低；（5）Li 原子的第一电离能（按 Slater 屏蔽常数算有效核电荷） 。85Li 原子的 3 个电离能

28、分别为 I15.39eV，I275.64eV，I3122.45eV，请计算 Li原子的 1s 电子结合能。86已知 He 原子的第一电高能 I124.59 eV，试计算：（1）第二电离能；（2）基态能量；（3）在 1s 轨道中两个电子的互斥能；（4）屏蔽常数；（5）根据（d）所得结果求 H的基态能量。87用 Slater 法计算 Be 原子的第一到第四电离能，将计算结果与 Be 的常见氧化态联系起来。88用式计算 Na 原子和 F 原子的 3s 和 2p 轨道的有效半径 r*。式中 n和 Z*分别是轨道的主量子数和该轨道上的电子所感受到的有效核电荷。89写出下列原子能量最低的光谱支项的符号：（

29、a）Si；（b）Mn；（c）Br；（d）Nb；（e）Ni90写出 Na 原子的基组态、F 原子的基组态和碳原子的激发态（1s22s22p13p1）存在的光谱支项符号。91基态 Ni 原子可能的电子组态为：（a）Ar3d84s2；（b）Ar3d94s1，由光谱实验确定其能量最低的光谱支项为3F4。试判断它是哪种组态。1092列式表明电负性的 Pauling 标度和 Mulliken 标度是怎样定的。93原子吸收光谱分析较原子发射光谱分析有哪些优缺点，为什么？94什么是 X 射线荧光分析？X 射线怎样分光？95什么是电子探针？有何优点？96当两个氢原子相互靠拢时，它们的 1s 原子轨道相互作用形成

30、成键（bonding）分子轨道和反键（antibonding）分子轨道（下图）：考虑分子的对称性，我们可以以同样的方式讨论较复杂的原子形成分子轨道的情况。试考虑臭氧分子 O3，它的形状很像澳大利亚的飞去来器（boomerang） 。按下列坐标安放臭氧分子中的氧原子（分子平面为 yz 面） ，并假定每个氧原子有 1s、2s、2px、2py和 2pz轨道（下图） 。原子 Oa和 Oc可以用对称性关联起来，它们的 1s 轨道可以进行对称和反对称组合（下图）：在该分子中 Ob的 1s 轨道属于对称的。它可以跟由上述的 Oa和Oc组合成的轨道进行对称性组合（但是不能跟反对称的轨道进行组合） ，形成成键和

31、反键分子轨道，反对称组合是非键（nonbonding）的。最后三个分子轨道为如右图所示。（1）在答卷纸上用类似的方法构筑由三个原子的 2s 轨道、三个原子的 2px轨道、三个原子的 2py轨道以及三个原子的 2pz轨道形成的分子轨道。 （记住：Oa和 Oc首先发生对称的和反对称的组合）（2）现在我们可以按能级从低到高的顺序重新安排这些分子轨道。这样做也可以构筑其他三原子分子轨道。这些轨道的能量在弯曲的三原子分子（如臭氧）里与线形分子（如二氧化碳）里是不同的。轨道能级的变化可以用答卷纸上的 XY 型分子的“Walsh 图”（下图）表示。该图给出了每一个轨道的能量随 YXY 角度的变化而发生的变化

32、。各轨道的对称性用下角标表示。在 Walsh 图中的 6a1轨道如右图所示。11XY2分子的 Walsh 图当键角由 90变为 180时，为什么 6a1轨道的能量增加得如此迅速？从下面选择一个答案。A 因为成键特征降低 B 因为反键特征增加C A 和 B 都成立 D 因为轨道重叠减少（3）只有占有电子的分子轨道才影响分子的几何构型。充满电子的轨道比只有一个电子的轨道对分子构型的影响更大。例如，O3有 24 个电子，键角为 135，一直到 6a1的所有轨道都充满电子。因此，考虑到空间排斥作用，即 4b2、1a2和 6a1轨道的能量对比和立体排斥作用，臭氧分子最低能量的几何构型有可能倾向于靠近 W

33、alsh 图的左侧，这与实验测定的键角 116相吻合。参考 Walsh 图写出在键角为 135时，BO2、CO2、NO2和 FO2最高占据轨道的对称性符号。O3BO2CO2NO2FO26a1 24e（4）BO2、CO2和 O3的实测键角分别为 180、180和 116，应用答卷纸上的图预测 NO2和 FO2比 O3弯曲程度大还是小。从下面选择一个答案。A NO2的弯曲程度大于 O3，而 FO2比 O3更弯曲。B NO2比 O3更弯曲，而 FO2不如 O3弯曲。C NO2不如 O3弯曲，而 FO2也不如 O3弯曲。D NO2不如 O3弯曲，而 FO2比 O3更弯曲。12参考答案（参考答案（28）

34、1 D2 C3 B4 B5 C6 A7 C8 B9 D10 D11 B、C12 D13 B14 C15 D16 A17 D18 C19 D20 B21 B22 B23 A24 D25 A26 D27 B28 C29 A30 C31 C32 C33 A34 A35 A36 （1）HCl HS （2）CH4 NH437 H2O LiHS 或 NaOH38 CO2 N2O BeF2 Li2F39 较近的区域 较远的区域 电子层40 （1）CH4、NH3、H2O、HF、Ne （2）NH4、Na、Mg2、Al3 （3）OH、N3、O2、F41 、不正确，正确42 He、C H、Al He、S Be、Al

35、 C、S43 N Mg44 A 为 Mg，B 为 C45 A 为锂，B 为氖，C 为氩46 B47 B1348 B49 C50 BeCO3 H2CO3 BeCO3H2CO3Be(HCO3)251 （1）50 （2）139 （3）七 A 7s27p252 A 原子的 M 层电子数比 B 原子的 M 层的电子数少 7 个，说明 B 原子的 M 层已经排满；A 原子的 N 层的电子数比 B 原子的 N 层的电子数少 4 个，说明 B 原子的 4s 轨道已经排满，由电子排布的知识很容易判断出 AB 来。A 为钒（V） ，电子排布式为Ar3d34s2；B 为硒（Se） ，Ar3d104s24p453 （

36、1）N 的原子序数是 7。第一层（K 层）最多可容纳 2 个电子，剩下的 5 个电子排布在第二层（L 层）中，能量较低的 S 轨道排 2 个，其余 3 个排在 p 轨道中。电子排布式为：Is22s22p3通常把内层已达稀有气体的电子层结构写成“原子实” ，用稀有气体符号加括号来表示， He2s22p3Ar 的原子序数是 18。将电子按次序相继排人到 K，L 和 M 层中，Is22s22p63s23p6Fe 的原子序数是 26。超出 Ar 电子层结构的电子按次序先后排入到 4s 和 3d 轨道中，直到 26 个电子全部排完。Fe 的电子排布式为：Is22s22p63s23p63d64s2或Ar3

37、d64s2Fe2有 24 个电子，比电中性的 Fe 原子少 2 个电子。虽然在原子序数为 19 和 20（K和 Na）的元素中 4s 轨道的能量比 3d 轨道低，但在较高核电荷情况下这一顺序发生颠倒。一般来说，具有最大主量子数的轨道上的电子最容易失去。Fe2的电子排布式为：Ar3d6Pr3有 56 个电子，比电中性的 Pr 原子少 3 个电子。在稀有气体 Xe 的电子层结构之后是第六周期，电子的充填顺序是；6s2、再排 l 个 5d、然后是 4f 轨道直至排满为止、再排空下的 5d，最后是 6p 轨道。时常会发生先填充 4f 轨道而不是 sd，或者是先填充 sd 而不是 6S 轨道，不过对于

38、Pr3来说这些不规则填充顺序无关紧要。按正常规则从中性原子中移走 3 个电子形成 Pr3离子，即首先移去最外层（主量子数 n 最大的）电子，然后再移去次外层电子。首先移去 6s 电子，如果有 5d 电子的话，随后应移去5d 电子（所以说即便是中性原子中有一个 5d 电子在这种情况下也是要被移去的） 。Pr3的电子排布式为Is22s22p63s23p63d104s24p64d104p5s25p6或Xe4f2（2）在一个完全充满电子的亚层中没有未成对电子，所以无须对稀有气体电子结构进行考察。对于 N 原子，2p 是仅有的未充满亚层。按 Hund 规则 3 个电子应分占三个不同 p 轨道，所以它有

39、3 个未成对电子。Ar 原子中没有未充满亚层，因此没有未成对电子。Fe 有 6 个电子处于仅有的一个未充满亚层中，在 5 个 d 轨道中有一个容纳配对的 2个电子，其余 4 个轨道各含一个未成对的单电子。所以它含有 4 个未成对电子。Fe2有 4 个未成对电子，理由同 Fe。Pr3有 2 个未成对电子，在 7 个可占据的 f 轨道中只有两个轨道各被一个电子所占据。54 按常规考虑完成 Cu 的电子排布，应该是在它前面元素 Ni 的电子构型基础上再加入 1个电子，由此预期应该只有 9 个 d 电子。对于原子序数为 19 的元素，3d 亚层的能量无疑比 4s 高，因此钾原子有 1 个 4s 电子而

40、没有 3d 电子。但是，当 4s 亚层填满以后，从 21 号元素开始填充 3d 亚层时，随着 3d 电子相继填入，3d 亚层的平均能量随之降低。这是由于每填入一个电子增加一个原子序数，随之增加一个核电荷，而填入的3d 电子对同层的其他 3d 电子的屏蔽作用较低，因此随着 3d 电子的填入，核对 3d 电14子束缚增加，3d 亚层能量逐步下降，以至低于 4s。若采取Ar3d104s1电子构型，则具有一个稳定的球形对称密度分布，因为全充满或半充满亚层是稳定的。若采取Ar3d94s2电子构型，则在 3d 亚层中有一个“孔穴” ，与全充满 3d 电子构型相差 1 个电子，从而破坏了球对称性和额外的稳定

41、化作用。综上所述， Cu 的电子构型Ar3d104s1。55 可以，C、O、Si 和 S56 只有 Zn 一个元素， Ar3d104s257 Cr 实际的电子构型为Ar3d54s1。按照 Aufbau 原理 Cr 的价电子构型应该是3d44s2，将 s 轨道的一个电子填人 d 轨道，可形成球形对称的半充满电子构型，从而获得额外的稳定化能。58 H：1s2或He N3：Ne F：Ne S2：Ar59 Ni2；Ar3d8，含 2 个未成对电子；Re3：Xe4f145d4，含 4 个未成对电子；Ho3：Xe4f10，含 4 个未成对电子。60 n5（符号为 O）时，允许的最大 l4（符号为 g） 。

42、按 Anfbau 原理，g 轨道的能量太高，以至于不能接纳任何电子。61 11862 Ce4具有稀有气体 Xe 的稳定电子构型；Eu2含有 61 个电子，电子构型为Xe4f7，具有稳定的半充满结构。63 （1）稀有气体元素原子的外层电子构型为 ns2np6，即 s 和 p 能级是全满的，因此上述C 是稀有气体元素，它是 Ne。 （2）过渡元素在化合物中具有可变的化合价，因此它们的氧化物往往具催化性质。在上述五种元素中，A 是过渡元素，它的氧化物MnO2是 KClO3热分解反应的催化剂。 （3）由第一电离能在同一周期和同一族内的递变规律。可以推想到，第一电高能较大的元素应集中在 p 区元素的右上

43、角区域，而上述五种元素中，C 正处于这一区域，因此 C 是这五种元素中第一电离能最大的元素。64 由于第一层仅有 s 亚层，第二层出现 2p，第三层出现 3d，第四层出现 4f，可推知第五层新增 5g，第六层新增 6h，各亚层排布的电子数为 s2、p6、d10、f14、g18、h22电子的排布遵循，ns(n4)h(n3)g(n2)f(n1)d的顺序Eu（63）号 Te（52 号）为周期在中元素排布分别为 Eu：Xe5f76s2 Te：Kr4d105s25p4第九周期最后一个元素应从 9s 开始排布，以 118 号稀有气体为原子核：1189s26h226g187f148d109p6。原子序数为：

44、11821814106168第十周期最后一个元素从 10s 开始排布，以 168 号稀有气体为原子核：16810s26h227g188f149d1010p6，原子序数为：168222181410624065 （1） 、 （2） 、 （4） 、 （5） 、 （6）组不能存在。因为：（1）nl 时，l 只能为 0，m 也只能为 0，ms能为1/2 或1/2；（2）n3，ll 时，m 只能为 0 或1，或1；（4）n2，l 只能为 0 或 1，ms只能为 1/2 或1/2。n2，l 只能为 0 或 1；（6）ms只能为 1/2 或1/266 Fe 的原子序数为 26，轨道分组为：（1s2） （2s2

45、2p6） （3s23p6） （3d6） （4s2） ，其中 3s Z*14.75 3p Z814.75 3d Z*6.25 4s Z*3.75。所以有E3sE3p52.71018J，E3d9.461018J，E4s1.921018J。对于 2s、2p Z*21.8，1s Z*25.70。E2sE2p0.2601015J，E1s1.4391015J。故 Fe系统的能量：E2E1s2E2s6E2p2E3s6E3p6E3d2E4s5.441015J提示：由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。因15此

46、，对于多电子原子来说，如果考虑到屏蔽效应，则每一个电子的能量应为：E13.6(Z)2/n2（eV） ，从式中可见，如果能知道屏蔽常数 ，则可求得多电子原子中各能级的近似能量。影响屏蔽常数大小的因素很多，除了与屏蔽电子的数目和它所处原子轨道的大小和形状有关以外，还与被屏蔽电子离校的远近和运动状态有关 屏蔽常数。可用斯莱脱提出的计算屏蔽常数的规则求得。斯莱脱规则如下：将原子中的电子分成如下几组：（1s） （2s，2p） （3s，3p） （3d） （4s，4p）(4d)（4f）（5s，5p） ，如此类推。位于被屏蔽电子右边的各组，对被屏蔽电子的 0 近似的可认为：外层电子对内层电子没有屏蔽作用。1s

47、 轨道上两个电子之间 0.30。其他主量子数相同的各分层电子之间的 0.35。当被屏蔽电子为 ns 或 np 时，则主量子数为（n1）的各电子对它们的 0.85，而小于（n1）的各电子对它们的屏蔽常数 1.00。被屏蔽电子为 nd 或 nf 电子时，则位于它左边各组电子对它们的屏蔽常数 1.00。在计算某原子中某个电子的 值时，可将有关屏蔽电子对该电子的 值相加而得。67 （1）746.2 是 1mol 铜的电离势，即 E（Cu）Ip（Cu）NA，而对于晶体铜，能量434.1kJ 是 1mol 铜的电子脱出功，即 m（Cu）（Cu）NA。由于晶体的晶格中存在着电子与电子、核与核、核与电子之间的

48、相互作用和晶格振动，使原子损失能量，导致晶体铜电离时所需能量较低，两电离过程所需能量的差为 EIp（Cu）（Cu）NA。（2）2.76107（m） 该波长在紫外光区。（3）温度将大大改变能差 E。温度上升引起电离势降低，但对电子脱出功却难以确定。根据定义：（Cu）EHOMO（HOMO 为最高被占分子轨道） ，即电子脱出功是最高占据分子轨道能量的负值（在高温下） ，因此 T E0，即在高温下从原子或从晶体发射电子并无差别，此时已是自由电子。68 （1） “平面世界”周期表中前四个周期的排列如表（2）n3 条件下，三维空间与“平面世界”相应的元素如下表左，相应的状态如下表右（3）n2 元素的杂化轨

49、道如图所示：由元素的电子构型及轨道杂化可知“平面世界”中有机化合物是以元素 5 为基础；16C2H6： ，C2H4：，C6H12：， “平面世界”中不可能有芳香族化合物，因为没有 pz轨道组成具有共轭了键的苯环存在。（4） “平面世界”中 6 电子和 10 电子规则分别相当于三维空间中 8 电子和 18 电子规则。（5）n2 时“平面世界”中各元素的第一电离能变化趋势如下图左所示，电负性增长方向如下图右所示。 69 （1）E211.6351018J，故 E712.1351018J（2）处于紫外光范围（3）电离氢原子，所需能量为 OE12.181018JE1。E21、E71；均小于 E1，因而单

50、个光子不能使基态氢原子电离。晶体中原子的电离基于光电效应 hr（Cu）1/2mv2。因为 E21、E71皆大于 （Cu） ，所以两条谱线发射的光子均可使铜晶体中的铜原子电离。光电子的动能分别为：Ek（2l）8.911019J，Ek（7l）13.911019J（4）对于 E21而言，5.201010（m） ，对于 E71而言，4.161010（m）70 （1）基态 n0 是非简并态，而其他 n0 的状态都是二重简并态。（2） 吡啶 吡咯吡啶中 N 有 1 个电子参加 键，吡咯中 N 有 2 个电子参加 键，所以环中 键电17子数目都是 6 个。它们的 HOMO 为 1，LUMO 为 2。吡啶为六