第07章 原子结构 习题解答(2)

2019-03-29 12:51

解: B

第07章(02530)对下图所示,正确的叙述是( (A)图形表示py原子轨道的形状; (B)图形表示py原子轨道角度分布图; (C)图形表示py电子云角度分布图; (D)图形表示px原子轨道的形状。

解: C

第07章(02532)对下图所示,正确的叙述是( (A)图形表示dz2原子轨道的形状;

(B)图形表示dz2原子轨道角度分布图;

(C)图形表示dz2电子云角度分布图;

(D)图形表示dx2?y2原子轨道的形状。

解: C

第07章(02533)对下图所示,正确的叙述是( (A)图形表示dx2?y2原子轨道的形状;

(B)图形表示dx2?y2原子轨道角度分布图; (C)图形表示dx2?y2电子云角度分布图;

(D)图形表示dz2原子轨道的形状。

)。

)。

)。

解: B

第07章(02534)对下图所示,正确的叙述是.( (A)图形表示dx y原子轨道的形状;

(B)图形表示dx2?y2原子轨道的形状; (C)图形表示dx2?y2原子轨道角度分布图; (D)图形表示dx2?y2电子云角度分布图。

解: D

第07章(02535)对下图所示,正确的叙述是.( (A)图形表示dx y原子轨道的形状;

(B)图形表示dx y原子轨道角度分布图; (C)图形表示dyz原子轨道角度分布图; (D)图形表示dx y电子云角度分布图。

解: B

第07章(02536)对下图所示,正确的叙述是( (A)图形表示dx y原子轨道的形状;

(B)图形表示dx y原子轨道角度分布图; (C)图形表示dy z原子轨道角度分布图; (D)图形表示dx y电子云角度分布图。

)。

)。

)。

解: D

第07章(02537)在多电子原子中,主量子数为n,角量子数为l的亚层上,能量相同的原子轨道数目(简并度)是.( )。 (A)2l+1;(B)n-l+1;(C)2l-1;(D)n+l+m。 解: A

第07章(02538)下列原子轨道中的电子,在xy平面上的几率密度为零的是( )。 (A)3pz;(B)3d2;(C)3s;(D)3px。

z解: A

第07章(02542)填充合理的量子数: (1)n≥________,l=2,m=0,ms=+1;

2(2)n=2,l=______,m=±1,ms=-1;

2(3)n=4,l=2,m=________,ms=+1;

2(4)n=2,l=0,m=0,ms=________。

解:

3;1;0,±1,±2;±1。

2第07章(02539)下列原子轨道,在xy平面上电子几率密度为零的是.( )。 (A)4s;(B)4px;(C)4pz;(D)4d2。

z解: C

第07章(02540)f原子轨道的主量子数n≥______,角(副)量子数l为______,f原子轨道在空间可有________个伸展方向,最多可容纳______个电子。 解:4;3;7;14。

第07章(02541)按照量子数间的取值关系,当n=4时,l可取的值是__________,m的最大取值应当是________,3d轨道的磁量子数m的取值是__________,3pz的角量子数l=__________。

解: 0,1,2,3;3;0,±1,±2;1。

第07章(02543)量子数n=3的电子层有______个亚层,分别用符号________________表示;n=4的电子层有______个亚层,分别用符号_______________表示。

解: 3;3s,3p,3d;4;4s,4p,4d,4f。

第07章(02544)每一个原子轨道要由______个量子数规定,它们的符号分别是________________;表征电子自旋方向的量子数共有______个数值,具体数值为

________。

解:3;n、l、m;2;+1、-1。

22第07章(02545)用量子数描述原子核外电子运动状态时,主量子数n是决定__________的主要因素,角(副)量子数l决定________的形状,磁量子数m决定________________,自旋量子数ms表示_______________。

解:原子轨道的能量;原子轨道;原子轨道的空间伸展方向;电子运动的自旋方向。 第07章(02546)量子数n=3、m=0时,各亚层所填充的最多电子数是______;n=4、ms=-1时,各亚层所填充的最多电子数之和是________;n=2、l=1时,可填充的最多电

2子数之和是________;n=3、l=2、m=-1时,可填充的最多电子数是________。 解:6;16;6;2。

第07章(02547)量子数n=2、l=1、m=0的原子轨道符号是________;n=4、l=0、m=0的原子轨道符号是______;n=5、l=2、m=0的原子轨道符号是______;n=4、l=3对应的亚层是______。

解:2pz;4s;5dz2;4f。 第07章(02548)设原子核位于x=y=z=0处,若在x=y=0、z=a附近的微体积内,s电子出现的概率(几率)为p(仅从角度分别考虑),则该电子在x=a、y=z=0附近的微体积(大小与前述相同)内出现的概率(几率)为________。如果这个电子不是s电子,而是pz电子,则在上述第二个位置上出现的概率(几率)是________。

解:p;0。

第07章(02549)写出基态原子中能满足下列给定量子数的相应电子层、亚层或轨道中的电子总数:

(1)n=3;(2)n=4、l=2;(3)n=2、l=1; (4)n=3、l=2、m=-2;(5)n=5、l=1、m=0、ms=+1。

2解:解: (1)18(2分) (2)10(4分) (3)6(6分) (4)2(8分) (5)1(10分)

第07章(02550)试从有关量子数的取值说明有无2d、3f亚层。

解:解:2d亚层表明n=2、l=2,这是错误的。按解Schr?dinger方程的要求,n=2时,l只能取0和1,即只能有2s亚层、2p亚层。 (5分) 同理,n=3时,l只能为:0、1、2。 l=3是错误的,即3f亚层不可能存在。 (10分)

第07章(02551)试说明原子核外电子的各亚层中轨道数目是1、3、5、7.。

解:解:原子核外各亚层中,s亚层只有一个轨道,p亚层有3个轨道,d亚层5个轨道,f亚层为7个轨道,这与角量子数l和磁量子数m的取值及两者的关系有关。当l=0(s亚层),m=0,只有这一个取值,所以s亚层只有一个轨道; (2分) 当l=1(p亚层),m的取值从-1、0、+1,共3个值,对应3个轨道; (5分)

依此类推,当l=2(d亚层)、m=±2、±1、0,共5个取值,对应5个轨道, (7分) l=3(f亚层)、m=±3、±2、±1、0,7个取值,对应7个轨道。(10分) 第07章(02552)评述下列叙述是否正确,如有错误,试予以改正。 (1)主量子数n=3时,有3s、3p、3d三个原子轨道; (2)四个量子数n、l、m、ms都是用来描述原子轨道的。 解:解:

(1)错误。应有3s、3p、3d三个亚层和3s,3px,3py,3pz,3 dd2,共九个轨道。 3 dx dy z,3 z和3 zx2?y2,3 dx y,

(6分)

(2)错误。量子数n、l、m是用来描述原子轨道的,而ms只描述电子自旋方向。

(10分)

第07章(02553)下列关于原子轨道的叙述是否正确?如不正确试予以改正: (1)主量子数n=1时,有自旋相反的两个原子轨道;

(2)主量子数n=4时,有4s,4p,4d,4f四个原子轨道; (3)磁量子数m=0,对应的都是s原子轨道。 解:解:

(1)不正确。n=1时,只有1s亚层,也只有一个1s原子轨 道,其中最多可容纳自旋方式相反的两电子。(2分) (2)不正确。n=4时可能有4s、4p、4d、4f亚层,原子 轨道数目分别为1、3、5、7,所以可以有16个 原子轨道。(6分)

(3)不正确。原子轨道空间图象取决于角量子数l, 只有l=0,m=0时为s原子轨道,而l≠0,m=0 时都不是s原子轨道。(10分)

第07章(02554)说明原子核外N电子层中所能容纳的电子数最多为32;即各电子

层的电子数为2n2。

解:解:N电子层,对应主量子数n=4。n=4时,l=0、1、2、3, 即有4s、4p、4d、4f亚层,每亚层的轨道数分别为(4分) 1、3、5、7。每个轨道最多能容纳自旋相反的两个电子,(8分)

这样电子总数为2+6+10+14=32。即2n2。(10分)

第07章(02555)原子核外每一电子层最多可容纳2n2个电子,所以元素周期系第五周期有50种元素。.( ) 解:错

第07章(02556)原子序数为37的元素,其原子中价电子的四个量子数应为5,0,0,+1

2(或-1)。.( )

2解:对

第07章(02557)对多电子原子来说,其原子能级顺序为E(ns)


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