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1、会计学1无机化学无机化学(wjhuxu)原子结构和元素周原子结构和元素周期律习题课期律习题课第一页，共83页。2n n本章本章本章本章(bn zhn(bn zhn)内容小结内容小结内容小结内容小结n n书后习题书后习题书后习题书后习题n n习题册习题习题册习题习题册习题习题册习题n n课外习题课外习题课外习题课外习题第1页/共83页第二页，共83页。3本章本章(bn zhn)内容小内容小结结一、氢原子光谱与一、氢原子光谱与Bohr理论理论(lln)二、微观粒子的波粒二象性二、微观粒子的波粒二象性三、三、Schrdinger 方程方程四、概率密度和电子云四、概率密度和电子云五、原子核外的电子排布
2、五、原子核外的电子排布六、元素周期律和元素性质的周期六、元素周期律和元素性质的周期性性第2页/共83页第三页，共83页。4一、氢原子光谱与一、氢原子光谱与一、氢原子光谱与一、氢原子光谱与BohrBohr理论理论理论理论氢原子光谱特征氢原子光谱特征氢原子光谱特征氢原子光谱特征(tzhng)(tzhng)：不连续的，线状：不连续的，线状：不连续的，线状：不连续的，线状的；有规律的的；有规律的的；有规律的的；有规律的RydbergRydberg公式：公式：公式：公式：当当 n1=2,n2=3,4,5,6 时时，计计算算所所得得(su d)频频率率即即为为氢氢原原子子光光谱谱中中可可见见光光区区的的四
3、条谱线频率。四条谱线频率。第3页/共83页第四页，共83页。5vvBohr理论理论vv主要假设：主要假设：vv(a)核外电子只能核外电子只能(zh nn)在有在有确定半径和能量的轨道上运动，确定半径和能量的轨道上运动，且不辐射能量；且不辐射能量；vv(b)通常保持能量最低通常保持能量最低基态；基态；vv(c)获能量激发获能量激发激发态；激发态；vv(d)从激发态回到基态释放光能。从激发态回到基态释放光能。第4页/共83页第五页，共83页。6玻尔理论玻尔理论玻尔理论玻尔理论(l(l ln)ln)的成功之处：的成功之处：的成功之处：的成功之处：满意地解释了实验满意地解释了实验满意地解释了实验满意地
4、解释了实验(shyn)(shyn)观察的氢原子光谱和类观察的氢原子光谱和类观察的氢原子光谱和类观察的氢原子光谱和类氢原子（氢原子（氢原子（氢原子（He+,Li2+,B3+He+,Li2+,B3+）光谱；）光谱；）光谱；）光谱；说明原子的稳定性；说明原子的稳定性；说明原子的稳定性；说明原子的稳定性；计算氢原子的电离能：计算氢原子的电离能：计算氢原子的电离能：计算氢原子的电离能：电子由电子由电子由电子由n=1n=n=1n=，即电子脱离原子核的引力，即电子脱离原子核的引力，即电子脱离原子核的引力，即电子脱离原子核的引力第5页/共83页第六页，共83页。7玻尔理论玻尔理论玻尔理论玻尔理论(l(l ln
5、)ln)的局限性：的局限性：的局限性：的局限性：n n不能解释精细结构（每条谱线是由二条紧邻的谱线不能解释精细结构（每条谱线是由二条紧邻的谱线组成）；组成）；n n不能解释原子光谱在磁场中的分裂不能解释原子光谱在磁场中的分裂(fnli)；n n不能解释多电子原子的光谱。不能解释多电子原子的光谱。第6页/共83页第七页，共83页。8二、微观粒子的波粒二象性二、微观粒子的波粒二象性二、微观粒子的波粒二象性二、微观粒子的波粒二象性vvde.Broglie 提出提出(t ch)微观粒微观粒子具有波粒二象性子具有波粒二象性vv 德布罗意关系式：德布罗意关系式：通过通过(tnggu)电子衍射实验电子衍射实
6、验(Davisson 和和 Germer)证实证实第7页/共83页第八页，共83页。9vv海森伯格不确定原理（测不准海森伯格不确定原理（测不准原理）：原理）：vv 不可能同时测得微观粒子的不可能同时测得微观粒子的精确位置和动量精确位置和动量(由于由于(yuy)其具有波粒二象性其具有波粒二象性)。vv x p h/2 或或 x v h/2 m vv物质波是统计波（微观粒子运物质波是统计波（微观粒子运动的统计规律）动的统计规律）第8页/共83页第九页，共83页。10三、三、Schrdinger 方程方程(fngchng)vv核外电子运动的状态核外电子运动的状态(zhungti)服从服从Schrdi
7、nger 方方程程解此方程可得：解此方程可得：微观粒子的能量微观粒子的能量E；波函数波函数。为为描描述述特特定定(tdng)微微粒粒运运动动状状态态的的波波函函数数，即即电电子子在在核核外外空空间间运运动动状状态态的的数数学学表表达达式式，是是空空间间坐坐标标的的函函数数，也也叫叫原原子子轨轨道。道。第9页/共83页第十页，共83页。11n n也可将Schrodinger 方程(fngchng)变为球极坐标，采用变量分离，写成注意：注意：1）解解氢氢原原子子的的Schrdinger 方方程程只只能能得得n,l,m，以以后后从从实实验验中中引引入入了了第第四四个个表表征征电电子子自自旋旋的的量子
8、数量子数ms；2）Schrdinger 方方程程只只能能得得出出单单电电子子原原子子系系统统(xtng)的精确解的精确解波函数波函数。第10页/共83页第十一页，共83页。122.2.四个量子数四个量子数四个量子数四个量子数量子数量子数可取值可取值意义意义主量子数主量子数n1,2,3 n正整正整数数(1)确定电子的能量；确定电子的能量；(2)确定电子出现几率最大确定电子出现几率最大处离核的距离。处离核的距离。角量子数角量子数l0,1,2,(n 1)(1)确定原子轨道的形状；确定原子轨道的形状；(2)与与n一起确定多电子原子一起确定多电子原子的轨道能量。的轨道能量。磁量子数磁量子数m0,1,2,
9、l确定原子轨道在空间的取向。确定原子轨道在空间的取向。自旋量子数自旋量子数ms 1/2描述电子绕自轴旋转的状态。描述电子绕自轴旋转的状态。四个量子数的取值和意义四个量子数的取值和意义(yy)第11页/共83页第十二页，共83页。13四、概率密度和电子云四、概率密度和电子云四、概率密度和电子云四、概率密度和电子云n n 原子轨道原子轨道(描述核外电子描述核外电子的运动状态的运动状态)；n n|2 概率密度概率密度(电子在原子电子在原子空间某点附近单位体积内出现空间某点附近单位体积内出现(chxin)的概率的概率)；n n电子云电子云|2 的图象的图象(电子概电子概率密度的形象化描述率密度的形象化
10、描述)。第12页/共83页第十三页，共83页。14电子云的形状电子云的形状电子云的形状电子云的形状(xngzhun)(xngzhun)s 电子云是球形对称的。电子云是球形对称的。p 电电子子云云是是哑哑铃铃形形，沿沿着着某某一一个个轴轴的的方方向向(fngxing)上上概概率率密密度度最最大大，电电子子云云主主要要集集中中在在这这个个方方向向(fngxing)上上。在在另另两两个个轴轴上上电电子子云云出出现现的的概概率率很很小小，几几乎乎为为零零，在在核核附附近近也也几几乎乎是是零零。py 和和pz 与与 px 相相 似似，只只 是是 方方 向向(fngxing)不同。不同。d 电子云是花瓣形
11、。电子云是花瓣形。f 电子云的形状更复杂。电子云的形状更复杂。第13页/共83页第十四页，共83页。15五、原子核外的电子五、原子核外的电子五、原子核外的电子五、原子核外的电子(dinz(dinz)排布排布排布排布1.屏蔽效应屏蔽效应1)定定义义：在在多多电电子子体体系系中中，由由于于某某电电子子受受其其它它电电子子的的排排斥斥作作用用，导导致致有有效效核核电电荷荷降降低低，从从而而削削弱弱了了核核电电荷荷对对该该电电子子的的吸吸引引。这种作用称为屏蔽效应。这种作用称为屏蔽效应。2)结结果果：在在多多电电子子体体系系中中，n 相相同同而而 l 不不同同的的轨轨道道，发发生生能能级级(nngj)
12、分裂，即：分裂，即：En s En p En d np nd nf。钻穿效应的存在，不仅直接说明了钻穿效应的存在，不仅直接说明了能级分裂的原因，而且还可以解能级分裂的原因，而且还可以解释所谓释所谓能级交错能级交错现象：现象：第16页/共83页第十七页，共83页。18电电子子钻钻穿穿作作用用(zuyng)越越大大，它它受受 到到 其其 它它 电电 子子 的的 屏屏 蔽蔽 作作 用用(zuyng)就就越越小小，受受核核的的吸吸引引力力就越强，因而能量就越低。就越强，因而能量就越低。所所以以,n相相同同l不不同同的的各各亚亚层层轨轨道道的的能能量量顺顺序序为为 En s En p En d En f
13、。当当n、l均均不不同同时时，出出现现能能级级交交错错现现象象，即即E4 s 1,各轨道能量各轨道能量,随随Z的升高而下的升高而下降降.n相同相同,l 不同的轨道不同的轨道,能量下降幅能量下降幅度度(fd)不同不同,产生能级分裂产生能级分裂.(l大的大的,受屏蔽大受屏蔽大,下降幅度下降幅度(fd)小小):Ens Enp End E3d，说明，说明Cu原原子子(yunz)失去失去4s轨道中的电子。轨道中的电子。思思考考：既既然然Cu原原子子有有E4s E3d(Z 21的的元元素素均均如如此此)，为为何何在在电电子子填填充充时时仍仍然然先填先填4s轨道，后填轨道，后填3d轨道？轨道？解解答答：这这
14、尚尚是是一一个个有有争争议议的的问问题题,即即使使采采用用薛薛定定谔谔方方程程计计算算(j sun),对对于于多多电电子子体体系系,也也是是一一个个难难于于解解决决的的问问题题。关关于于3d 和和4s 轨轨道道能能量量的的高高低低,采采用用的的近近似似方方法法不不同同,处处理理问问题题的的角角度度不不同同,得得到到的的结结论论也也不同。不同。第32页/共83页第三十三页，共83页。34 关关于于Z 21元元素素原原子子的的最最后后几几个个电电子子的的填填充充,由由体体系系的的总总能能量量的的降降低低程程度度决决定定,而而且且,原原子子的的总总能能量量不不仅仅仅仅取取决决于于某某个个原原子子轨轨
15、道道的的能能量量,尚尚有有其其它它能能量量形形式式存存在在.先先填填充充哪哪个个轨轨道道也也取取决决于于是是否否使使体体系系更更加加稳稳定定.普遍认为普遍认为:先先在在4s上上填填充充电电子子,比比先先填填入入3d稳稳定定,因因为为4s的的钻钻穿穿能能力力比比3d大大,使使电电子子更更加加靠靠近近(kojn)核核,整整个个体体系系能能量量降降低低幅幅度度大大，即即电电子子填填充充在在4s轨轨道道比比3d轨轨道道可可使使体体系系获获得得较较低低的的总能量。总能量。第33页/共83页第三十四页，共83页。35P154 6-9 P154 6-9 解：解：n n24 铬铬铬铬 Cr(chromium)
16、Ar3d54s1 1n n41 41 铌铌 Nb(niobium)Kr4dNb(niobium)Kr4d4 45s5s1 1n n78 78 铂铂铂铂 Pt(platinum)Xe4f145d5d9 96s6s1 1价价电电子子(valence electron)：指指原原子子核核外外电电子子中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。主主族族元元素素的的价价电电子子就就是是主主族族元元素素原原子子的的最最外外层层(wi cn)电电子子，如如Na的的价价电电子子构构型型为为3s1；副副族族元元素素原原子子的的价价电电子子，除除最最外外层层(wi cn)电电子
17、子外外，还还可可包包括括次次外外层层(wi cn)电电子子及及倒倒数第三层电子。数第三层电子。第34页/共83页第三十五页，共83页。36d区元素的价电子构型为区元素的价电子构型为(n-1)d110ns02；ds区元素的价电子构型为区元素的价电子构型为(n-1)d10ns12;*f区元素的价电子还包括倒数区元素的价电子还包括倒数(do sh)第三层的第三层的4f电子，电子，f区元素的区元素的价电子构型为价电子构型为 (n-2)f014(n-1)d02ns2。*有些教材认为有些教材认为(n-1)d亚层全充满亚层全充满(chngmn)，可视为内层电子，即，可视为内层电子，即ds区价区价电子为电子为
18、ns1 2.第35页/共83页第三十六页，共83页。37P154 6-9 解：解：各价电子各价电子nlmms3d532+2+1/232+1+1/2320+1/232 1+1/232 2+1/24s1400+1/224Cr 价电子构型：价电子构型：3d54s1第36页/共83页第三十七页，共83页。3841Nb 价电子构型：价电子构型：4d45s1P145 6-14 解：解：各价电子各价电子nlmms4d442+2+1/242+1+1/2420+1/242 1+1/25s1500+1/2第37页/共83页第三十八页，共83页。3978Pt 价电子构型：价电子构型：5d96s1P145 6-14
19、解：解：各价电子各价电子nlmms5d952+2 1/252+1 1/2520 1/252 1 1/252 2+1/26s1600+1/2第38页/共83页第三十九页，共83页。40P154 6-10 解：解：vvMM原子的核外电子排布原子的核外电子排布原子的核外电子排布原子的核外电子排布(pi b)(pi b)：Ar3d54s2;Ar3d54s2;vvMM是是是是2525号元素，元素名称为锰，元素符号元素，元素名称为锰，元素符号元素，元素名称为锰，元素符号元素，元素名称为锰，元素符号为号为号为号为MnMn；vvMM元素在第四周期，元素在第四周期，元素在第四周期，元素在第四周期，VIIBVII
20、B族，族，族，族，d d区。区。区。区。第39页/共83页第四十页，共83页。41P154 6-12 P154 6-12 解：解：元素元素电子排布式电子排布式原子序数原子序数 元素名称元素名称第第4个稀有气体个稀有气体Ar3d104s24p636氪氪 Kr第四周期的第六个过第四周期的第六个过渡元素渡元素Ar3d64s226铁铁 Fe4p轨道半充满的元素轨道半充满的元素Ar3d104s24p333砷砷 As电负性最大的元素电负性最大的元素He2s22p59氟氟 F4f轨道填充轨道填充4 e的元素的元素Xe4f46s260钕钕 Nd第一个第一个4d轨道全充满轨道全充满的元素的元素Kr4d1046钯
21、钯 Pd第40页/共83页第四十一页，共83页。42P154 6-13 P154 6-13 解：解：(1)钙钙 Ca，Ar4s2；(2)铝铝 Al,Ne3s23p1；(3)铜铜 Cu,Ar3d104s1；(4)溴溴 Br,Ar3d104s24P5.P155 6-15 解：解：分析：该元素在分析：该元素在Kr之前，之前，l=2时为时为d轨道轨道(gudo)，失去，失去3e 后后d电子为半充满电子为半充满(即即3d5)，则该元素的价层电子构型为，则该元素的价层电子构型为3d64s2，可知为，可知为26号元素号元素Fe，其基态原，其基态原子的电子构型为子的电子构型为Ar3d64s2第41页/共83页
22、第四十二页，共83页。43P155 6-16 P155 6-16 解：解：解：解：(1)第二周期共有第二周期共有6种元素，因为：种元素，因为：n=2，l可以取可以取0，1两个值；两个值；l=0,m只可以取只可以取0，只有，只有1个个2s轨道；轨道；l=1,m只只可可以以取取0,+1，有有2个个2p轨轨道；道；所所以以第第二二周周期期对对应应的的第第二二能能级级(nngj)组组，有有2个个能能级级(nngj)，即即2s和和2p，共共有有3个个轨轨道道，可可容容纳纳6个个电子，故有电子，故有6种元素。种元素。第42页/共83页第四十三页，共83页。44n=4n=4，l l可以取可以取可以取可以取0
23、 0，1 1，2 2，3 3 四个值；四个值；四个值；四个值；l=0,ml=0,m只可以取只可以取只可以取只可以取0 0，只有，只有，只有，只有1 1个个个个4s4s轨道；轨道；轨道；轨道；l=1,ml=1,m只可以取只可以取只可以取只可以取0,+10,+1，有，有，有，有2 2个个个个4p4p轨道；轨道；轨道；轨道；l=2,ml=2,m只可以取只可以取只可以取只可以取0,+10,+1，+2+2，有，有，有，有3 3个个个个4d4d轨道；轨道；轨道；轨道；l=3,ml=3,m只可以取只可以取只可以取只可以取0,+10,+1，+2+2，+3+3，有，有，有，有4 4个个个个4f4f轨道；轨道；轨
24、道；轨道；考考考考虑虑虑虑到到到到能能能能级级级级交交交交错错错错，所所所所以以以以第第第第四四四四周周周周期期期期对对对对应应应应的的的的第第第第四四四四能能能能级级级级组组组组，有有有有3 3个个个个能能能能级级级级，即即即即4s4s、4p4p和和和和3d3d，共共共共有有有有6 6个个个个轨轨轨轨道道道道，可可可可容纳容纳容纳容纳(rngn)12(rngn)12个电子，故第四周期有个电子，故第四周期有个电子，故第四周期有个电子，故第四周期有1212种元素。种元素。种元素。种元素。(2)P(2)P区元素共有区元素共有区元素共有区元素共有4 4列。列。列。列。第43页/共83页第四十四页，共
25、83页。45(3)位于第三周期、最右一列的元位于第三周期、最右一列的元素的原子序数素的原子序数(yunz xsh)为为14，原因见下表：，原因见下表：周期周期能级数能级数轨道数轨道数可容纳可容纳电子数电子数元素元素数量数量一一1(1s)122二二2(2s,2p)366三三2(3s,3p)366前三个周期前三个周期(zhuq)共有共有14种元素，种元素，故故。注：此答案注：此答案(d n)考虑了能级交错，即考虑了能级交错，即 E3d E4s。第44页/共83页第四十五页，共83页。46(4)位于第三周期第位于第三周期第1列。列。(5)根根据据(gnj)新新周周期期表表，原原子子序序数数最最小小的
26、的有有d电电子子的的元元素素应应是是17号号 元元 素素，其其 电电 子子 结结 构构 式式 为为1s22s22p43s23p43d14s2。它它 在在原原周周期期表表中中应应位位于于第第三三周周期期 VIIA族，族，p区。区。P155 6-16 解：解：第45页/共83页第四十六页，共83页。47若不考虑能级若不考虑能级(nngj)交错，则交错，则(1，3)位于第三周期、最右一列的位于第三周期、最右一列的元素的原子序数为元素的原子序数为20，原因见下，原因见下表：表：P155 6-16 解法解法(ji f)二：二：周期周期能级数能级数轨道数轨道数可容纳电可容纳电子数子数元素元素数量数量一一1
27、(1s)122二二2(2s,2p)366三三3(3s,3p,3d)61212四四4(4s,4p,4d,4f)102020第46页/共83页第四十七页，共83页。48P155 6-16 解法解法(ji f)二：二：(5)(5)根根根根据据据据新新新新周周周周期期期期表表表表，原原原原子子子子序序序序数数数数最最最最小小小小的的的的有有有有d d电电电电子子子子(dinz)(dinz)的的的的 元元元元 素素素素 应应应应 是是是是 1515号号号号 元元元元 素素素素，其其其其 电电电电 子子子子(dinz)(dinz)结结结结构构构构式式式式为为为为1s22s22p43s23p43d11s22
28、s22p43s23p43d1。它它它它在在在在原周期表中应位于第三周期原周期表中应位于第三周期原周期表中应位于第三周期原周期表中应位于第三周期 VA VA族，族，族，族，p p区。区。区。区。第47页/共83页第四十八页，共83页。49配套配套(pi to)习题册习题习题册习题P66 5.21 第二第二(d r)电离能最大的元电离能最大的元素所具有的电子结构是素所具有的电子结构是 (A)1s2;(B)1s22s1;(C)1s22s2;(D)1s22s22p1。解题分析解题分析(fnx)：元素的一个基态气体原子失去一个电子变成气态正元素的一个基态气体原子失去一个电子变成气态正离子所需的能量，即为
29、该元素的第一电离能离子所需的能量，即为该元素的第一电离能(I1)。从正一价离子再失去一个电子形成正二。从正一价离子再失去一个电子形成正二价离子时，所需要的能量叫做第二电离能价离子时，所需要的能量叫做第二电离能(I2)。第48页/共83页第四十九页，共83页。50n n当当原原子子(yunz)失失去去一一个个电电子子形形成成正正离离子子后后，有有效效核核电电荷荷数数增增加加，半半径径减减小小，故故核核对对电电子子引引力力大大，因因而而再再继继续续电电离离出出电电子子，则则要要比比中中性性原原子子(yunz)失失去去一一个个电电子子难得多，而且电荷越高越困难。难得多，而且电荷越高越困难。n n同同
30、一一元元素素各各级级电电离离能能的的大大小小有有如如下规律下规律 I1 I2 I3 I2(He)。所所以以(suy)，(B)Li(1s22s1)的的I2最大。最大。元素元素HeLiBeBI2(kJmol-1)525072981757 2427See:Book P150.5.21 解：解：第51页/共83页第五十二页，共83页。53配套配套(pi to)习题册习题习题册习题P66 5.22 下列元素基态原子下列元素基态原子(yunz)的第三电离能最大的是的第三电离能最大的是 (A)C;(B)B;(C)Be;(D)Li。解：题设中四种元素的电子结构解：题设中四种元素的电子结构(jigu)分别为分别
31、为 (A)C,1s22s22p2;(B)B,1s22s22p1;(C)Be,1s22s2;(D)Li,1s22s1。当四种元素的原子分别失去当四种元素的原子分别失去2e形成正二价离子后，形成正二价离子后，其电子结构其电子结构(jigu)分别为：分别为：第52页/共83页第五十三页，共83页。54 根根据据核核对对电电子子的的引引力力大大小小可可判判断断出出，C2+和和 B2+继继续续失失去去第第三三个个电电子子(2s)稍稍容容易易些些，而而Be2+和和 Li2+则则较难失去第三个电子较难失去第三个电子(1s)；另另外外，Be2+和和 Li2+相相比比，前前者者最最外外层层为为全全充充满满(ch
32、ngmn)结结构构，后后者者最最外外层层为为半半充充满满(chngmn)结结构构，所所以以，Be2+比比 Li2+更更难难失失去去第第三三个个电电子子，即即 I3(Be)I3(Li)。所所以，以，(C)Be(1s22s2)的的I3最大。最大。(A)C2+,1s22s2;(B)B2+,1s22s1;(C)Be2+,1s2;(D)Li2+,1s1。P66 5.22 解：解：第53页/共83页第五十四页，共83页。55元元 素素CBBeLiI3(eV)47.937.9153.9122.5I3(kJmol-1)462236601484911815P66 5.22 解：解：第54页/共83页第五十五页，
33、共83页。56P68 P68 5.53 5.53 A A、B B、C C三三三三种种种种元元元元素素素素的的的的原原原原子子子子(yunz)(yunz)最最最最后后后后一一一一个个个个电电电电子子子子填填填填充充充充在在在在相相相相同同同同的的的的能能能能级级级级组组组组轨轨轨轨道道道道上上上上，B B的的的的电电电电荷荷荷荷数数数数比比比比A A大大大大9 9个个个个单单单单位位位位，C C的的的的质质质质子子子子数数数数比比比比B B多多多多7 7个个个个；1 1 molmol的的的的A A单单单单质质质质同同同同酸酸酸酸反反反反应应应应置置置置换换换换出出出出1g 1g H2H2，同同同
34、同时时时时转转转转化化化化为为为为具具具具有有有有氩氩氩氩原原原原子子子子(yunz)(yunz)电电电电子子子子层层层层结结结结构构构构的的的的离离离离子子子子。判判判判断断断断A A、B B、C C各各各各为为为为何何何何种种种种元元元元素素素素，A A、B B同同同同C C反反反反应应应应时生成的化合物的化学式。时生成的化合物的化学式。时生成的化合物的化学式。时生成的化合物的化学式。解：解：A：K B：Ni C：Br K+Br2=KBr Ni+Br2=NiBr2(加热加热(ji r)条件下条件下)第55页/共83页第五十六页，共83页。57具体具体具体具体(jt(jt)推导：推导：推导：
35、推导：(1)核核电电荷荷数数：B=A+9,C=B+7;(2)1 mol的的A单单质质同同酸酸反反应应置置换换出出1g H2(0.5 mol)，则则该该反反应应中中1 mol的的A单单质质 转转移移(zhuny)了了1 mol电子电子,即反应后即反应后A变成变成A+;(3)A+=Ar，所所以以A电电子子结结构构式式为为Ar4s1，A为为19号元素号元素K；(3)B 为为28号号元元素素Ni，C为为35号号元元素素Br。第56页/共83页第五十七页，共83页。581.1.计计计计算算算算激激激激发发发发态态态态氢氢氢氢原原原原子子子子的的的的电电电电子子子子从从从从第第第第三三三三能能能能级级级级
36、(nngj)(nngj)层层层层跃跃跃跃迁迁迁迁至至至至第第第第二二二二能能能能级级级级(nngj)(nngj)层层层层时时时时所所所所发发发发射射射射的的的的辐辐辐辐射射射射能能能能的的的的频频频频率率率率、波波波波长长长长及及及及能能能能量量量量各各各各是是是是多多多多少少少少？解：根据里德堡公式，得所发射解：根据里德堡公式，得所发射(fsh)的辐射能频率为的辐射能频率为课外课外(kwi)习题习题第57页/共83页第五十八页，共83页。59波长波长(bchng)为为所发射所发射(fsh)的能量为的能量为 本题本题(bnt)为配套习题册为配套习题册P54 例。例。第58页/共83页第五十九页
37、，共83页。602.设设子子弹弹的的质质量量为为0.01 kg，速速度度为为1.0 103 ms-1,试试通通过过计计算算说说明明宏宏观观物物体体主主要要(zhyo)表表现现为为粒粒子子性性，其其运运动动规规律律服服从从经经典典力力学学规规律律（设设子子弹弹速速度度的的不不确确定定程程度为度为10-3 ms-1）。解：根据解：根据(gnj)德布罗意关系式，得子弹运动的波长德布罗意关系式，得子弹运动的波长为为第59页/共83页第六十页，共83页。61 已已知知射射线线是是最最短短的的电电磁磁波波，其其波波长长=1 10-5 nm；可可见见子子弹弹的的波波长长太太短短，根根本本无无法法测测量量，可
38、可忽忽略略。所所以以子子弹弹等等宏宏观观物物体体主主要要表表现现为粒子性。为粒子性。根根据据海海森森堡堡不不确确定定(qudng)关关系系式式，子子弹弹位位置置的的不不确确定定(qudng)量为量为可见子弹位置的不确定程可见子弹位置的不确定程度很小，可忽略度很小，可忽略(hl)，这说明子弹有确定的轨，这说明子弹有确定的轨道。道。本题本题(bnt)为配套习题册为配套习题册P54 例。例。第60页/共83页第六十一页，共83页。623.3.3.3.下列下列下列下列(xili)(xili)(xili)(xili)哪一组量子数是不合理的哪一组量子数是不合理的哪一组量子数是不合理的哪一组量子数是不合理的
39、？(1)n=2，l=2，m=0；(2)n=2，l=1，m=1；(3)n=3，l=0，m=3；(4)n=2，l=3，m=0；(5)n=3，l=2，m=2。解：不合理的有解：不合理的有:(1)l 的取值不能等于的取值不能等于(dngy)n 值；值；(3)m 的取值只能在的取值只能在-l 至至+l 之间；之间；(4)l 的取值不能大于或等于的取值不能大于或等于(dngy)n。第61页/共83页第六十二页，共83页。634.写出下列写出下列(xili)微粒的电子结构式微粒的电子结构式.(1)Zn (2)Mn (3)As (4)Rb (5)F(6)Cr (7)Cu (8)Fe2+(9)V2+(10)La
40、3+第62页/共83页第六十三页，共83页。64原子原子或离子或离子电子结构式电子结构式原子原子或离子或离子电子结构式电子结构式ZnAr3d104s2CrAr3d54s1MnAr3d54s2CuAr3d104s1AsAr3d104s23p3Fe2+Ar3d64s0RbKr5s1V2+Ar3d34s0FHe2s22p5La3+Xe5d06s04.解：解：第63页/共83页第六十四页，共83页。655.完成下列完成下列(xili)表格：表格：价层电子构型价层电子构型 元素所在周期元素所在周期 元素所在族元素所在族2s22p43d104s24p34f145d16s23d74s2第64页/共83页第六
41、十五页，共83页。66Tips:(1)周期数周期数 最高主量子数最高主量子数n；(2)主族主族(zh z)元素元素 族数最外层族数最外层电子数电子数(ns+np),最外层电子数最外层电子数(ns+np)=8，零，零族族(VIIIA)；(3)副族元素副族元素 族数族数(n-1)d+ns电电子数之和子数之和(=17)；(4)(n-1)d+ns电子数电子数=8 10，VIII族。族。第65页/共83页第六十六页，共83页。675.5.解答解答解答解答(jid)(jid)：价层电子构型价层电子构型元素所在周期元素所在周期元素所在族元素所在族2s22p4第二周期第二周期VIA3d104s24p3第四周期
42、第四周期VA4f145d16s2第六周期第六周期IIIB3d74s2第四周期第四周期VIII第66页/共83页第六十七页，共83页。686.6.按照按照按照按照(nzho)(nzho)能量从低到高的顺序能量从低到高的顺序能量从低到高的顺序能量从低到高的顺序排列：排列：排列：排列：(1)n=4(1)n=4，l=0l=0；(2)n=3(2)n=3，l=2l=2；(3)n=3(3)n=3，l=0l=0；(4)n=3(4)n=3，l=1.l=1.第67页/共83页第六十八页，共83页。69Tips:(1)单电子体系，轨道单电子体系，轨道(gudo)(或轨或轨道道(gudo)上的电子上的电子)的能量，只
43、的能量，只由主量子数由主量子数 n 决定：决定：n 相同，能量相同；相同，能量相同；n 越大，能越大，能量越高。量越高。(2)多电子体系，由于屏蔽效应和多电子体系，由于屏蔽效应和钻穿效应，导致能级分裂和能级钻穿效应，导致能级分裂和能级交错，因此：交错，因此：n 越大，能量越高；越大，能量越高；n 相同，相同，l越越大，能量越高，即大，能量越高，即Ens Enp End Enf；E4s E3d。第68页/共83页第六十九页，共83页。706.6.解：解：解：解：(1)n=4(1)n=4，l=0 4sl=0 4s(2)n=3(2)n=3，l=2 3dl=2 3d(3)n=3(3)n=3，l=0 3
44、sl=0 3s(4)n=3(4)n=3，l=1 3pl=1 3p所以所以所以所以(su(su y y)，能量从低到高的顺序，能量从低到高的顺序，能量从低到高的顺序，能量从低到高的顺序为：为：为：为：(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)(2)。第69页/共83页第七十页，共83页。717.7.选出正确的磷原子基态的电子选出正确的磷原子基态的电子选出正确的磷原子基态的电子选出正确的磷原子基态的电子(dinz(dinz)构型图，构型图，构型图，构型图，并对错误的进行更正。并对错误的进行更正。并对错误的进行更正。并对错误的进行更正。第70页/共83页第七十一页，共83页。727.7.解：解：解：
45、解：(1)错误错误(cuw)。3s 电子自电子自旋相同旋相同(2)正确正确(zhngqu)。第71页/共83页第七十二页，共83页。73(3)错误。每个错误。每个3p 轨道轨道(gudo)应该各填充一个未应该各填充一个未成对电子。成对电子。3s 3p(4)错误。错误。3p 轨道中填充的未成对电子自旋方向轨道中填充的未成对电子自旋方向(fngxing)应该相同应该相同第72页/共83页第七十三页，共83页。748.8.按照按照按照按照(nzho)(nzho)半径大小将下列等电子离子半径大小将下列等电子离子半径大小将下列等电子离子半径大小将下列等电子离子排序，并说明理由。排序，并说明理由。排序，并
46、说明理由。排序，并说明理由。Na+Na+，F-F-，Al3+Al3+，Mg2+Mg2+，O2-O2-解：解：Al3+Mg2+Na+F-Sr (1)Ba Sr 同族元素，同族元素，同族元素，同族元素，BaBa比比比比SrSr多一个电子层；多一个电子层；多一个电子层；多一个电子层；(2)Ca Sc (2)Ca Sc 同周期元素，同周期元素，同周期元素，同周期元素，ScSc核电荷多；核电荷多；核电荷多；核电荷多；(3)Cu Ni (3)Cu Ni 同周期元素，同周期元素，同周期元素，同周期元素，CuCu次外层为次外层为次外层为次外层为1818电子，电子，电子，电子，屏蔽作用屏蔽作用屏蔽作用屏蔽作用(
47、zuyng)(zuyng)大，有效核电荷小，外层大，有效核电荷小，外层大，有效核电荷小，外层大，有效核电荷小，外层电子受引力小；电子受引力小；电子受引力小；电子受引力小；(4)Zr(4)Zr Hf Hf 镧系收缩的结果；镧系收缩的结果；镧系收缩的结果；镧系收缩的结果；第75页/共83页第七十六页，共83页。77(5)S2-S (5)S2-S 同一元素同一元素同一元素同一元素(yun s)(yun s)，电子数越多，电子数越多，电子数越多，电子数越多，半径越大半径越大半径越大半径越大 ；(6)Na+Al3+(6)Na+Al3+同周期元素同周期元素同周期元素同周期元素(yun s)(yun s)，
48、Al3+Al3+正电荷高；正电荷高；正电荷高；正电荷高；(7)Pb2+Sn2+(7)Pb2+Sn2+同族元素同族元素同族元素同族元素(yun s)(yun s)的离子，的离子，的离子，的离子，正电荷数相同，但正电荷数相同，但正电荷数相同，但正电荷数相同，但 Pb2+Pb2+比比比比 Sn2+Sn2+多一个电多一个电多一个电多一个电子层；子层；子层；子层；(8)Fe2+Fe3+(8)Fe2+Fe3+同一元素同一元素同一元素同一元素(yun s)(yun s)离子，电离子，电离子，电离子，电子越少，正电荷越高则半径越小。子越少，正电荷越高则半径越小。子越少，正电荷越高则半径越小。子越少，正电荷越高
49、则半径越小。本题为配套本题为配套(pi to)习题册。习题册。第76页/共83页第七十七页，共83页。7810.10.比较下列比较下列比较下列比较下列(xili)(xili)各对原子中哪种原子的各对原子中哪种原子的各对原子中哪种原子的各对原子中哪种原子的第一电离能较高：第一电离能较高：第一电离能较高：第一电离能较高：硫与磷、铝与镁、锶与铷、铜与锌、硫与磷、铝与镁、锶与铷、铜与锌、硫与磷、铝与镁、锶与铷、铜与锌、硫与磷、铝与镁、锶与铷、铜与锌、解解：一一般般来来说说，同同周周期期中中，自自左左而而右右核核电电荷荷增增加加，半半径径(bnjng)(bnjng)减减小小(半半径径(bnjng)(bn
50、jng)总总的的趋趋势势是是减减小小，相相邻邻两两个个元元素素则则不不尽尽然然)。电电离离能能总总的的变变化化趋趋势势是是自自左左至至右右变变大大，但但由由于于电电子子构构型型(如如轨轨道道全全空空、半半满满、全全满满等等)对对电电离离能能影影响响较较大大，就就造造成成电电离离能能自自左左而而右右变变大大过过程程的的跳跳动动。如下所述：如下所述：第77页/共83页第七十八页，共83页。79JJI(P)I(S)因因P的的p轨轨道道为为半半满满，而而S的的p轨轨道道为为半半满满多多一一个个电电子子，故故较较易失去，电离能小。易失去，电离能小。JJI(Mg)I(Al)因因Mg的的s电电子子成成对对，