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第七章习题
第七章
1．计算氢原子核外电子从第三能级跃迁到第二能级时产生的谱线H?的波长与频率。 解： ? = RH??1?n2?1?? 1n2 2?= 3.289 ? 1015??1?1??1
??2232?s??= 4.57?1014s?1
??c?
2.998?108m?s?1=
4.57?1014s?1
= 656?10?9m
= 656nm
2．计算基态氢原子的电离能为多少？ 解： I = ?E = h?
= 6.626?10?34 J?s?3.289?1015s?1(1/12 ?1/?) =2.179?10?18J
3．下列各组量子数哪些是不合理的？为什么？
n l m (1) 2 1 0
(2)
2
2
?1
(3) 2 3 +2
解：(1)合理；(2) l取值不合理，应小于n；
(3) l、m取值不合理，l应小于n，m取值为0, ?1, ?2,? ? l； 4．用合理的量子数表示： (1)3d能级； (2)4s1电子
解：(1)3d能级： n=3，l=2；(2)4s1电子：n=4，l=0，m = 0；
5．分别写出下列元素基态原子的电子分布式，并分别指出各元素在周期表中的位置。9F
10Ne
25Mn
29Cu
24Cr
55Cs
71Lu
解：
9F
1s22s22p5
第二周期VIIA族 10Ne [He]2s22p6 第二周期VIIIA族 525Mn
[Ar]3d4s2
第四周期VIIB族
29Cu
[Ar]3d104s1
第四周期I B族 5
24Cr [Ar]3d
4s1
第四周期VI B族 155Cs [Xe]6s 第六周期I A族 145d16s2
71Lu [Xe]4f 第六周期IIIB族
1
无机及分析化学学习指导
6．以(1)为例，完成下列(2)?(4)题。
1
(1)Na (Z = 11) [Ne]3s ；
(2) 1s22s22p63s23p3 ； 解：
(1) Na (Z = 11) [Ne]3s1 ；
2
2
6
2
3
(3 ) (Z=24) [ ? ] 3d4s； (4 ) Kr (Z= ) [ ? ] 3d104s24p6； (3 ) Cr (Z=24) [Ar ] 3d54s1；
10
2
6
51
(2) P(Z=15) 1s2s2p3s3p； (4 ) Kr (Z= 36 ) [Ar] 3d4s4p；
7．写出下列离子的最外层电子分布式：
S?
解：
S2?
3s3p
2
62
K K+
3s3p
2
6
+
Pb Pb2+
6s
2
2+
Ag Ag+
2
6
10
+
Mn Mn2+
2
6
5
2+
Co Co2+
2
6
7
2+
4s4p4d 3s3p3d 3s3p3d
8．试完成下表。
原子序数 价层电子分布式 各层电子数
11 21 35 48 60 82
解：
原子序数
11 21 35 48
价层电子分布式
3s1 3d14s2 25 4s4p4d105s2
各层电子数 2,8,1 2,8,8,3 2,8,18,7 2,8,18,18,2
周期 3 4 4 5
族 IA III B VII A II B
区 s d p ds
周期
族
区
60 4f46s2 2,8,18, 22,8, 2 6 III B f
22
82 6s6p 2,8,18,32,18,4 6 IVA p
9．已知某副族元素A的原子，电子最后填入3d轨道，最高氧化值为4；元素B的原子，
电子最后填入4p轨道，最高氧化值为5： (1）写出A、B元素原子的电子分布式；
(2)根据电子分布，指出它们在周期表中的位置（周期、区、族）。
解： A原子最后电子填入3d轨道，应为第四周期d或ds区元素；最高氧化值为4，其价
电子构型应为3d24s2，为22Ti元素；
B原子最后电子填入4p轨道，应为第四周期p区元素，最高氧化值为5，其价电子构型为4s4p，应为33As元素；
(1) 22Ti： [Ar]3d24s2；33As：[Ar] 4s24p3；
(2) 22Ti：位于第四周期d区IVB；33As：位于第四周期p区VA；
10．有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依此为1、2、7，其原子序数按A、B、
C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8，而C次外层电子数为18，根据结构判断：
2
2
3
第七章习题
(1) C与A的简单离子是什么？
(2) B与C两元素间能形成何种化合物？试写出化学式。 解：依题意，A应为19K，B应为20Ca，C应为35Br；
(1) C与A的简单离子是Br与K；
(2) B与C两元素间能形成离子型化合物：CaBr2。
11．指出第四周期中具有下列性质的元素：
(1) 最大原子半径； (2) 最大电离能； (3) 最强金属性；
(4) 最强非金属性； (5) 最大电子亲和能； (6) 化学性质最不活泼；
解：(1) 最大原子半径：K；(2) 最大电离能：Kr；(3) 最强金属性：K；
(4) 最强非金属性：Br；(5) 最大电子亲和能：Br；(6) 化学性质最不活泼：Kr； 12．元素的原子其最外层仅有一个电子，该电子的量子数是n = 4 , l = 0 , m = 0 ,ms = +1/2 ,
问：
(1) 符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？
(2) 写出相应元素原子的电子分布式，并指出在周期表中的位置。
解：(1) 符合上述条件的元素有三种：K、Cr、Cu；原子序数分别为19、24、29；
(2) 相应元素原子的电子分布式为：[Ar]4s1，[Ar]3d54s1，[Ar]3d104s1；
分别位于周期表中第四周期的s区IA、d区VIB、ds区IB。 13．在下面的电子构型中，通常第一电离能最小的原子具有哪一种构型？ (1) ns2np3； (2) ns2np4； (3) ns2np5； (4) ns2np6 ；
解：通常第一电离能最小的原子具有(2) ns2np4构型，该构型原子失去一个电子后成为np
半满稳定构型，故其电离能较小。
14．某元素的原子序数小于36，当此元素原子失去3个电子后，它的角动量量子数等于2
的轨道内电子数恰好半满：
(1) 写出此元素原子的电子排布式；
(2) 此元素属哪一周期、哪一族、哪一区？元素符号是什么？
解：分析：原子序数小于36应为前四周期元素；角动量量子数等于2，l = 2，应为d 轨
道，前四周期只有第四周期有d轨道，因而应为第四周期元素；
(1) 失去3个电子后，3d轨道内电子数半满，该元素应有3d64s2构型，该元素原子
的电子排布式应为[Ar]3d4s；
(2) 该元素属第四周期VIIIB族d区，元素符号Fe。
15．已知H2O(g)和H2O2(g)的?fH?m 分别为?241.8kJ?mol?1、?136.3kJ?mol?1，H2 (g)和O2(g)
的离解能分别为436 kJ?mol?1 和493kJ?mol?1，求H2O2 中O―O键的键能。
?H
解： H(g) + 1/2 O(g) ? f m (H 2 O) HO(g)
2
2
2
6
2
?
+
?H?b(H-H) 1/2?H?b(O-O) 2?H?b(H-O)
2H(g) + O(g)
?fH?m(H2O) + 2?H?b(H-O) = ?H?b(H-H) + 1/2?H?b(O-O) 2?H?b(H-O) = ?H?b(H-H) + 1/2?H?b(O-O) ? ?fH?m(H2O)
= [436 + (1/2)?493 ? (?241.8) ] kJ?mol?1 = 924.3 kJ?mol
?1
3
无机及分析化学学习指导
?fH?m(H2O2)
H2(g) + O2(g) H2O2(g)
?H?b(H-H)
?H?b(O-O) ?rH?m
2H(g) + 2O(g)
?fH?m(H2O2) + ?rH?m = ?H?b(H-H) + ?H?b(O-O) ?rH?m = ?H?b(H-H) + ?H?b(O-O) ? ?fH?m(H2O2)
= [436 + 493 ? (?136.3)] kJ?mol = 1065.3 kJ?mol
?rH?m = 2?H?b(H-O) + ?H?b(-O-O-) ?H?b(-O-O-) = ?rH?m ? 2?H?b(H-O)
= [1065.3 ? 924.3 ]kJ?mol = 141 kJ?mol?1 = E(-O-O-)
16．已知NH3(g)的?fH?m= ?46kJ?mol?1，H2N―NH2(g)的?fH?m= 95kJ?mol?1， E(H―H)= 436 kJ?mol，E(N≡N) = 946 kJ?mol
计算E(N―H)和E(H2N―NH2)。
?fH?m(NH3)
解： 1/2N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g)
1/2?H?b(N2)
3/2?H?b(H2) 3?H?b(N-H)
?1
?1
?1
?1
?1
N(g) + 3H(g) ?fH?m(NH3) + 3?H?b(N-H) = 1/2?H?b(N2) + 3/2?H?b(H2) ?H?b(N-H) = 1/3[1/2?H?b(N2) + 3/2?H?b(H2) ? ?fH?m(NH3)] = 1/3[ (1/2)?946 + (3/2)?436 ? (?46)] kJ?mol?1 = 391 kJ mol?1 = E(N―H)
?fH?m(N2H4)
N2(g) + 2H2(g) N2H4(g)
?H?b(N2)
2?H?b(H2) ?rH?m
2N(g) + 4H(g) ?fH?m(N2H4) + ?rH?m = ?H?b(N2) + 2?H?b(H2)
?rH?m = ?H?b(N2) + 2?H?b(H2) ? ?fH?m(N2H4)
= [946 + 2?436 ?95] kJ?mol?1 = 1723 kJ?mol?1
?rH?m = ?H?b(H2N-NH2) + 4?H?b(N-H) ?H?b(H2N-NH2) = ?rH?m ? 4?H?b(N-H)
= [1723 ? 4 ? 391]kJ mol?1
?1
= 159 kJ mol= E(H2N―NH2)
17．写出O2分子的分子轨道表达式，据此判断下列双原子分子或离子：O2+、O2、O2?、
O22?各有多少成单电子，将它们按键的强度由强到弱的顺序排列起来，并推测各自的 磁性。
4