Copyright武汉理工大学应用化学系 1 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 z p2 ψ轨道的角度分布图［图6-8,(a)］说明 z p2 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 x p2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 0 a r 3 0 s1 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 22 r4 ψπ值； Copyright武汉理工大学应用化学系 2 (5) 当r=0和r=∞时，分别 22 r4 ψπ等于多少? 　 13. H和Na原子的第一电离能分别为2.179×10 -18 J和0.823×10 -18 J，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ns 1 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)d 6 ns 2 ；　 (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 + ，Ti 3+ ，Sc 3+ ，Br - 离子半径由大到小的顺序　 20. 已知某原子的电子分布是：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1 (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4s 2 4p 6 )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。　 Copyright武汉理工大学应用化学系 3 习题答案 1. υ1＝4.57×10 14 s -1 ; υ　2=6.17×10 14 s -1 ; υ　3=6.91×10 14 s -1 ; υ　4=7.31×10 14 s -1 2. υ1=4.57×10 14 s -1 ; υ　2=6.17×0 14 s -1 ; υ　3=6.91×10 14 s -1 ; υ　4=7.31×10 14 s -1 3. υ=7.30×10 14 s -1 4. E1=-2.179×10 -18 J； E2=-0.545×10 -18 J； E3=-0.242×10 -18 J； E4=-0.136×10 -18 J 6. 2 12. (1) ψ1=5.40×10 -4 ; (2) ψ2=1.99×10 -4 ; (3) 2 1 ψ =2.92×10 -7 ； 2 2 ψ =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 -18 J, －52.7 × 10 -18 J, －9.46 ×10 -18 J， －1.92×10 -18 J ,－5.44×10 -15 J