第三章 原子结构习题及答案

第三章原子结构习题

1.

是非判断题

1-1

基态氢原子的能量具有确定值，但它的核外电子的位置不确定。

1-2

微观粒子的质量越小，运动速度越快，波动性就表现得越明显。

1-3

原子中某电子的合理的波函数，代表了该电子可能存在的运动状态，该运动状态可视为一个

原子轨道。

1-41s

对于氢原子的轨道，不应该理解为电子绕核作圆周运动，因为电子有波粒二象性，它的运

动轨道是测不准的。

1-5

因为氢原子只有一个电子，所以它只有一条原子轨道。

1-6 p

轨道的空间构型为双球形，则每一个球形代表一条原子轨道。

1-7ss

因为在轨道中可以填充两个自旋方向相反的电子，因此轨道必有两个不同的伸展方向，它们

分别指向正和负。

1-8m

不同磁量子数表示不同的原子轨道，因此它们所具有的能量也不相同。

1-9nl

随着原子序数的增加，、相同的原子轨道的能量也随之不断增加。

1-1034

每一个原子中的原子轨道需要有个量子数才能具体确定，而每一个电子则需要个量子数

才能具体确定。

1-11m

磁量子数决定原子轨道在空间的取向。

1-12nl

多电子原子中，电子的能量决定与主量子数和角量子数。

1-13nll

主量子相同，角量子数不同，随增大，屏蔽作用增加。

1-14 3p

个轨道的能量，形状、大小都相同，不同的是在空间的取向。

1-15m=0

磁量子数的轨道都是球形对称的轨道。

1-164s=4p=4d=4f4s<4p<4d<4f

氢原子的能级中，，而多电子原子中，。

1-17n44s4p4d4f

主量子数为时，有，，，四条轨道。

1-18,

电子云的黑点表示电子可能出现的位置疏密程度表示电子出现在该范围的机会大小。

1-19Ψ

描述原子核外电子运动状态的波函数需要用四个量子数来确定。

1-20nlm

一组，，组合可以表达核外电子的一种运动状态。

222

1-212s2p2p2

某原子的价电子构型为，若用四个量子数表示两个价电子的运动状态，则分别为，

20-1/2221+1/2

，，和，，，。

1-22 Na3sK3s

原子的能级与原子的能级具有相同的能量。

1-23 n=5l=25p3,6

，的原子轨道可表示为轨道，它共有种空间伸展方向最多可容纳个电子。

1-24n41632

主量子数为时，其轨道总数为，该电子层电子的最大容量为。

1-25 VIB3d4s

族的所有元素的价电子层排布均为。

42

1

1-26

元素周期表中每一周期元素的个数正好等于相应的最外层原子轨道可以容纳的电子数目。

1-27

某元素的原子难失电子，不一定就容易获得电子。

1-28

电离能大的元素，其电子亲合能也大。

1-29

电负性反映了化合态原子吸引电子能力的大小。

1-30

一个元素的原子，核外电子层数与元素在周期表中所处的周期数相等；最外层电子数与该元

素在周期表中所处的族数相等。

2.

选择题

2-1Ψ

对薛定谔方程中，波函数描述的是

A. B. C. D.

原子轨道几率密度核外电子的运动轨迹核外电子的空间运动状态

2-2

下列叙述中，能够描述测不准原理的是

A.

微观粒子运动的位置和动量没有不准确性

B.

微观粒子运动的位置有不准确性，但动量没有不准确性

C.

微观粒子运动的动量有不准确性，但位置没有不准确性

D.

微观粒子的运动不能同时具有确定的位置和确定的动量

2-3

量子力学中所说的原子轨道是指

A.Ψ nlmm B.Ψ n,l,m C. D.

波函数波函数电子云形状几率密度

,,,s

2-4

下列说法中错误的是

A.表示电子的几率 B.表示电子的几率密度



22

C.在空间分布的形象比图象成称为电子云 D.的值大于Ψ的值



22

2-5下面几种描述核外电子运动的说法中，较正确的是

A.电子绕原子核作圆周运动 B.电子在离核一定距离的球面上运动

C.电子在核外一定的空间范围内运动 D.现在还不可能正确描述核外电子运动

2-6

下列说法中错误的是

A.n,lR® B.

只要相同，径向波函数就相同波函数的角度分布图形与主量子数无关

C.l,mY(θ,φ)

只要相同，角度波函数就相同

D.sY(θ,φ)θφ

轨道的角度分布波函数也与角度，有关

s

2-7

应用波尔理论可以说明的事实中，错误的是

A.

氢原子的通常条件下不会发光，也不会发生原子自发毁灭的现象

B.

因为轨道是量子化的，所以电子在轨道间跃迁时，发射光的频率也是不连续的

C.

当原子受到激发时，核外电子获得能量，从基态跃迁到激发态而发光

D.52.9pm

基态氢原子的轨道半径为

2-8

在电子云示意图中的小黑点

A. B.

表示电子表示电子在该处出现

C. D.

其疏密表示电子出现的几率大小其疏密表示电子出现的几率密度大小

2

2-9

所谓原子轨道是指

A. B. C. D.

一定的电子云核外电子的概率一定的波函数某个径向分布函数

2-10Ψ(n,l,m)

以波函数表示原子轨道时，正确的表示是

A. Ψ B. Ψ C. Ψ D. Ψ

320311/2 33240-1

，，，，，，，，

2-11

决定核外电子运动状态的量子数为

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

s

2-12

决定原子轨道数目的量子数是

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

2-13nlm

量子数，和不能决定

A. B. C. D.

原子轨道的能量原子轨道的形成原子轨道的数目电子的数目

2-14

用量子数描述的下列亚层中，可以容纳电子数最多的是

A.n=2,l=1 B.n=3,l=2 C.n=4,l=3 D.n=5,l=0

2-15

对于多电子原子来说，下列说法中正确的是

A.n B.n

主量子数决定原子轨道的能量主量子数是决定原子轨道能量的主要因素

C.n D.nl

主量子数值逾大，轨道能量正值逾大主量子数决定角量子数的取值

2-16

下列说法中错误的是

A.l B.l

角量子数决定原子轨道的形状角量子数决定原子轨道在空间的伸展方向

C.m D.2l+1

磁量子数决定原子轨道在空间的伸展方向等于原子轨道的数目

2-17 3d

轨道的磁量子数可能有

A. 123 B. 012 C. 0+1 D. 0+1+2

，，，，，，，

2-185

当角量子数为时，可能的简并轨道数是

A. 6 B. 7 C. 9 D. 11 E. 13

2-19

关于下列对四个量子数的说法，正确的是

A.1/2,10

电子的自旋量子数是，在某一个轨道中有两个电子所以总自旋量子数是或

B.m=0 C.l0n

磁量子数的轨道都是球形的轨道角量子数的可能取值是从到的正整数

D.nl

多电子原子中电子的能量决定于主量子数和角量子数

2-2019n,l,mm

下列哪一组数值是原子序数的元素的价电子的四个量子数（依次为，）

s

A. 1,0,0,+1/2 B. 2,1,0,+1/2 C. 3,2,1,+1/2 D. 4,0,0,+1/2

2-21I. n=2, l=1, m=-1 II. n=3, l=0, m=0 III. n=2, l=2, m=-1IV. n=2, l=1, m=0

有六组量子数：；；；；

V. n=2, l=0, m=-1VI. n=2, l=3, m=2.

；其中正确的是

A. IIIIV B. IIIVVI C. IIIIII D. IIIIV

，，，，，，，，

2-225

某原子中有个电子，分别具有如下所列的量子数，其中对应于能量最高的电子的量子数是

A. n=2,l=1,m=1.m2=-1/2 B. n=2,l=1,m=0,ms=-1/2

C. n=3,l=1,m=1,ms=1/2 D. n=3,l=2,m=-2,ms=-1/2

3

2-23

对原子中的电子来说，下列成套量子数中不可能存在的是

A. 311-1/2 B. 21-1+1/2 C. 330+1/2 D. 43-3-1/2

，，，，，，，，，，，，

2-243p310+1/2310-1/2311

一个电子可用下列量子数之一来描述：①，，，；②，，，；③，，，

+1/2 311-1/231-1+1/231-1-1/21s2s2p3s3p,

；④，，，；⑤，，，；⑥，，，。硫的电子构型为

22624

其电子组合正确的有

3p

A. B. C. D.

①②③④①③④⑥②③④⑥②④⑤⑥

2-251s1s

钠原子的电子能量与氢原子的电子能量相比较的结果是

A. B. C. D.

前者高后者高相等符号相反

2-26

原子核外电子排布主要应遵循

A. B. C. D.

统计规律能量最低原理泡利不相容原理洪特规则

2-27

对于基态原子电子排布规则，下列叙述中正确的是

A.2n

按照洪特规则，每个电子层的电子容量为个

2

B.Br[Ar]3d4s4p

当轨道处于完全充满时，电子较稳定，故的电子排布为

351016

C.

原子中核外电子的分布是根据三规则、一特例得出的

D.

能量最低原理解决了电子在不同亚层中的排布顺序问题，而洪特规则解决了电子在简并轨道中

的排布问题

2-28.1s2s2p2p

若将氮原子的电子排布式写成，它违背

2221

xy

A. B. C. D.

能量守恒原理泡利不相容原理能量最低原理洪特规则

2-29E

多电子原子的能量由下列哪一组量子数决定的

A.n B. nl C. nlm D. l

主量子数和，，

2-30 39

号元素钇的电子排布应是下列各组中的哪一组

A. 1s2s2p3s3d4s4p4d5s B. 1s2s2p3s3p3d4s4p5s5p

236210261222626102621

C. 1s2s2p3s3p3d4s4p4f5s D. 1s2s2p3s3p3d4s4p5s5d

2262610261222226102621

2-31 n=4

时，电子填入轨道的顺序是

A. 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f B. 1s2s2p3s3p3d4s4p4d

C. 1s2s2p2d3s3p3d4s4p4d D. 1s2s2p3s3p4s3d4p

2-32

铜原子的价层电子排布式为

A.3d4s B.3d4s C.3d4s D.3s3d

9210162110

2-33

铁原子的价电子构型是

A. 4sB. 4s4dC. 3d4sD. 3s3p3d

2 26 62 266

2-34 Cr

3+

的外层电子排布式为

A. 3d4sB. 3d4sC. 3s3p3d4sD. 3s3p3d

21 30 2661 263

2-35 Fe

3+

的外层电子排布式为

A 3d4s B. 3d4s C. 3s3p3d D. 3s3p3d4s

31 302652632

4

2-362

某基态原子的第六电子层只有个电子时，其第五电子层上的电子数为

A. 8 B. 18 C. 818 D. 832

～～

2-37l=3

在的亚层中，最多能容纳的电子数是

A. 2 B. 6 C. 10 D. 14

2-38Cr

24

3+

的未成对电子数为

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

2-395d

今有一种元素，其原子中有个半充满的轨道，该元素是

A. Cr B. Cu C. Fe D. W

24292674

2-403

在第四周期中，成单电子数为个的元素有几个

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

2-41114

如果发现号元素，该元素应属下列的哪一周期哪一族

A.IIIA B.VA C.IVB D.IVA

第八周期族第六周期族第七周期族第七周期族

2-424f5d6s

外围电子构型为的元素，在周期表中所处的位置是

712

A.VIIB B.IIIB C.VIIIB D.IIIB

第四周期族第五周期族第七周期族第六周期族

2-433d4s

下列元素中，哪一个元素外围电子构型中全满半充满

A. B C. D.

汞银铜镍

2-443d4s

某元素原子的外层电子构型为，它的原子中未成对电子数为

52

A. 0 B. 1 C. 3 D. 5

2-45l=07l=2,

某元素的基态原子中，的轨道中有个电子，的轨道中全充满则这个元素是

A. N B. P C. Cu D. Zn E. Cl

2-46

第八周期预计将会出现多少个元素

A. 8 B. 18 C. 50 D. 32 E. 72

2-4733n=4l=1m=0

原子序数为的元素，其原子在，，的轨道中的电子数为

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

2-48

下列元素的电负性大小次序正确的是

A. S B. S D. Hg

2-49

元素性质的周期性变化决定于

A. B. C.

原子中核电荷数的变化原子中价电子数目的变化原子半径的周期性变化

D. E.

原子中电子分布的周期性原子中得失电子能力的周期性变化

2-50

鲍林电负性值可以预言元素的

A. B. C. D.

配位数偶极矩分子的极性键的极性

3.

填空

3-1

由于微观粒子具有性和性，所以对微观粒子的运动状态只能用统计的规

律来说明，原子核外电子的运动状态可由来描述

.

5

3-2 pm

根据量子力学，基态氢原子的电子可以在核外空间出现，但在距核为

的薄球壳层中出现的最大，这是因为距核更近时，虽然较大，但球壳体积却

较小，因而较小；距核更远时，虽然球壳体积较大，但却很小，因而也

较小。

3-34s3dE E

在氢原子的激发态中，和状态的能量高低次序为；对钙原子，能量高低

4s3d

次序为。

E E

4s3d

3-4

每一个原子轨道要用个量子数描述，其符号分别是，表征电子自旋方式的量

子数有个，具体值分别是。

3-5

电子云的角度分布图是用对作的图，它表示在不同时，电子

出现的的变化。氢原子的径向分布函数用表示，。即概率概率密度

R(r)R(r)dr=R4πrdr=

22

n,l(r)

×体积，以为纵坐标，以为横坐标作图，就得到氢原子的各种状态电子的径向

分布函数图，该图反映了氢原子的各种状态的电子出现的与的关系。

3-6Ι1s2s2p ; (ΙΙ) 1s2p; (ΙΙΙ) 1s2s ; IV1s2s2p3s3d V

下列电子构型（）（）（）

23122 2222611

1s2s2p3d ; VI1s2s2p

2251211

（）。属于原子激发态的是，纯属错误的是。

3-7 Al原子核外基态电子排布式是 ，其原子实表示为 ，它的三个价电子的

27

13

运动状态可分别用量子数组 表示。

3-8 n=4l=1

，，其原子轨道符号为，电子云形状为，原子轨道数目为

个，最多能容纳个电子。

3-9Krm=0 l=-1

基态原子中，符合量子数的电子有个，符合量子数的原子轨道

36

有个，符合量子数的电子有个。

m=+1/2

s

3-1024

原子序数为的元素，其基态原子核外电子排布为，这是因为遵循了。

基态原子中有个成单电子，最外层价电子的量子数为，次外层上价电子的磁量

子数分别为，自旋量子数为。

3-11n l

在一原子中，主量子数为的电子层中有个原子轨道，角量子数为的亚层

中含有个原子轨道。

3-12+52

某元素的最高氧化数为，原子的最外层电子数为，原子半径是同族元素中最小的，则该

元素的价电子构型为，属于区元素，原子序数为。该元素氧化数为

+3

的阳离子的电子排布式为，属于电子构型的离子。

3-13CuCu

29

原子失去两个价电子氧化成，这两个价电子的四个量子数分别为

2+

和。的电子构型为。当基态原子的价电子吸收能量跃迁到波函数为

Cu Cu

Ψ

4,3,0

的轨道上，该轨道的符号是。

3-14 M3d6M M

3+

离子的轨道上有个电子，则原子基态时核外电子排布是，属于

周期族区元素，原子序数为。

6

2+

3-15l=115

某元素基态原子的轨道排布了个电子，该元素的电子排布式是，原子序数

为，它可以形成最高氧化数为的化合物。

3-16

第五周期元素中未成对电子数最多可达个。第八周期若元素填满应该有个元素。

3-17Al S

下列气态原子或离子在基态时，未成对电子的数目分别是，，，

1316

212477

Sc Cr Ir

，，。

3-18

一般来说，一个原子的电负性大小取决于，其规律为。

7

第三章原子结构习题答案

1.

是非判断题

1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10

√√√√××××√√

1-11 1-12 1-13 1-14 1-15 1-16 1-17 1-18 1-19 1-20

√√×√×√×√××

1-21 1-22 1-23 1-24 1-25 1-26 1-27 1-28 1-29 1-30

×××√××√×√×

2.

选择题

2-1 A,D 2-2D 2-3B 2-4 A,D 2-5 C 2-6 D 2-7 C 2-8 D 2-9 C 2-10A

2-11 D 2-12 B 2-13 D 2-14C 2-15 B,D 2-16 B 2-17 D 2-18 D 2-19 D 2-20 D

2-21 D 2-22 D 2-23 C 2-24C 2-25 B 2-26 B 2-27D 2-28 D 2-29 B 2-30A

2-31 D 2-32 B 2-33 C 2-34 D 2-35 C 2-36 C 2-37 D 2-38 B 2-39 A 2-40C

2-41 D 2-42 D 2-43 C 2-44C 2-45 C 2-46 C 2-47 A 2-48 A,C 2-49D 2-50D

3.

填空

3-1

波动；粒子；波函数

3-2 52.9

各处；；概率；概率密度；概率；概率密度；概率

3-3 ><

；

3-4 3n,l,m1+-

；；；和

2

2

3-5 Y；l,m(θ,φ)；θ, φ；方向角度上的概率密度；R(r)；r；概率；距离r

2

3-6（II），（IV），（V），（VI）；（I）

3-7 1s2s2p3s3p；[Ne]3s3p；3,0,0,；3,1,0,+

2262121



3-8 4p8 36

；字形；；

3-9 16418

；；

3-10 1s2s2p3s3p3d4s；洪特规定；6；4,0,0, +；-2,-1,0, +；+或-

2262651

1111

2222

11

22

1

1

3-11 n；2l+1

2

3-12 3d4s；d；23；1s2s2p3s3p3d；9～17

32226262

3-13 4,0,0, +；3,2,-2, -；3s3p3d；4f

11

269

22

3-14 1s2s2p3s3p3d4s；四；VIII；d；27

2262672

3-15 1s2s2p3s3p3d4s4p33+5

226261023

；；

3-16 650

；

3-17 12034

；；；；

3-18

原子的半径和外层电子数；原子半径越小，外层电子数越多，电负性就越大

8