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《【精品】第1章 物质结构基础习题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、一、思考题1.试述下列各名词的意义（3）波函数（4）原子轨道（7）电子云（1）杲子化（2）物质波（5）几率密度（6）量子数2.原子中的能级主要山哪些量子数來确定？答案：原子轨道能最的高低（也称能级）主要山主量子数n和角最子数I决定。当1相同时,n越大，原子轨道能量E越高，例如ElsvE2s…电子在原子中的运动状态，可以用四个量子数來描述。3.试述描述核外电子运动状态的四个量子数的意义和它们的収值规则。答案：（1）主量子数（n）它代表核外电子距核的远近和原子轨道能量大小。nW：任意止整数n=l,2,3,……为第一电子层或称K层，距核最近，“=2为第二电子层或称L层，余类推。离核近，电子的能量较低
2、，离核远则电子能量较高。因此主最子数〃对于确定电子的能量具有决定性的作用。（2）角量子数（/）决定原子轨道（或电子云）的形状，表示每一主层中不同的亚层。/収值:小于n的非负整数上0,1,2,......(n-1)1=0时，原子轨道（或电子云）是球形对称的，称为$轨道（或$电子云）。上/时，原子轨道（或电子云）是纺極形（或哑铃形）分布，称为p轨道。1=2时，原子轨道（或电子云）呈花瓣形分布，称为d轨道（或d电子云）。1=3时，原子轨道（或电子云）形状复杂，称为/轨道（或/电子云）。?代表电子所在的亚层，角量子数/：0123——电子亚层符号：spdf-——对多电子原子來讲,电子的能量山n、/决定。
3、（3）磁量子数（m）同一电子层中某一特定形状的原子轨道可以在空间有不同的伸展方向，从而得到若干空间収向不同血能量相同的原子轨道，称为等价轨道。m决定原子轨道（或电子云）的空间伸展方向。加取值：绝对值不大于/的所有值加=0,±1,±2……±1有（2/+1）个取值1=0时，加有一个取值，即加=0,$轨道球形对称，在空间只有一个取值，轨道无方向性。1=1时，加有三个収值，即加=0,±1,分别代表在空间沿贮y,z三个相互垂直的伸展方向上的三个〃轨道，通常它们具有完全相同的能量。1=2时，加=0,±1,±2,表明d轨道在空间有五个伸展方向。/=3时，加有七个取值，加=0,土1,±2,±3,f轨道在空间有
4、七个伸展方向。（4）自旋量子数（g）自旋运动的量子数用叫表示。它只有和-丄两个取值，22分别代表电子顺时针和逆时针的两个自旋方向,表示为“广和“f”。nb代表电子运动的“自旋'方向。注意：一纽”/,加值，便确定了核外电子的一个空间运动状态（即原子轨道），包括轨道的大小、形状和空间取向。—组zi,Z,m,ms值,描述一个电子的运动方式。1.基态原子的核外电子排布应遵循哪些规律？答案：1）能量最低原理：电子在原子轨道上的分布，总是尽先排布在能量最低的轨道中，然后依次排布在能量较高的轨道中，以便使整个原子的能杲处于垠低状态。2）保利不相容原理：每一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自
5、旋方向必须相反。3）洪特规则：洪特规则是电子在等价轨道上的排布规律。在简并轨道中，若电子不止一个，则它们尽可能分占不同的轨道，II自旋平行。这实际上也是能量瑕低原理的应用。因为这种情况下电子成对■吋的能量高于不成对吋的能嵐。2.s轨道、p轨道、d轨道分别对应的/值为多少？3.s,2s,2s】各代表什么意义?指出4s、3d、5p各能级相应的量子数及轨道数。答案：s：原子轨道符号，衣示/=0,加=0的轨道的运动状态，其角度分布图为球形。2s：表示第二电子层中的s原子轨道，BPn=2,/=0,加=0的轨道运动状态。2s1：表示第二电子层s原子轨道中的1个电子,即n=2,/=0,加=0,力2$=丄或一
6、丄的电子运动状态。227.〃二2吋，电子有哪些可能的空间运动状态?答案：核外电子运动的可能状态数.1-:量T数n符号角量子数原子轨道符号磁量子数m轨道空间取向数电子层屮总轨道数ms状态数各轨道各电子层K0Is011222L012s2p0-10+1134268&/=2的轨道，空间伸展方向有几种？答案：5种；m=0,±1,±29.p轨道角度分布图和p电子云角度分布图形的区别是什么？答案：将角度波函数卩（&,°）及儿率密度的角度都分尸（8,卩）随方位角8、倂的变化作图，就得到原子轨道及电子云的角度分布图。但后者图形比前者要瘦些，且无止负区域之分，而原子轨道角度分如图有止负区域之分。10.用原子轨道符
7、号农示下列各套量子数。（1）n=2,/=1»ni=—1（2）n=4,/=0,加=0（3）〃=5,I=2,加=011.为什么任何原子的最外层上最多只能有8个电子？次外层最多只能有18个电子?答案：这是山原子核外电子排列的所遵循的能最最低原理决定的。在各层中，离原子核远，电子的能最越大，电子都首先排满能量低的运行轨道，这样排列到最外层时，能量最低的轨道只有八个，如果电子多于八个，还有比此能量要求低的轨
