3．1 波函数ψ是描述， 数学函数式，它和 是 同义词，|ψ|2的物理意义是 ，电子云是 的形象表 示。

3．2 氢原子的基态1s电子在距核53 pm附近的 中出现的 最大，是 因为距核更近时， 虽大， 却较小，因而 较

小，距核更远时， 虽较大， 却很小，因而 也较小。

3．3 M3+离子3d轨道上有3个电子，表示电子可能的运动状态的四个量子数是： ，该原子的核外电子 排布是 ，M属 周期，第 列的元素，它的名称是 ，符号是 。

3．4 Au是第六周期第11列元素，它的价电子层结构是 ；Ti的 原子序数是22，Ti3+离子的价电子层结构为 。

3．5 元素的性质随着 的递增而呈现周期性的变化，这是原子的 变化的反映；用原子轨道光谱符号来表示，第四、六周 期分别是 能级组和 能级组。

3．6 下列气态原子或离子在基态时各有几个不成对电子？ 5B（ ），8O（ ），21Sc3+（ ），24Cr3+（ ），77Ir3+（ ）

3．7 如果发现了第121号元素M时，则其所在周期数为 ，所在列为 ； 其金属活泼性较同列其他元素要 ；其特征氧化态的氧化物化学式 为 。

3．8 原子序数为24的原子，其价电子层结构是 ，3d原子轨道的符号分 别为 。

3．9 周期表中的元素可以分为 个区，各区元素的电子构型特点为 。

3．10 原子参数是指 ，重要的原子参数有 、 、 、 、 和 等。 计算题

4．1 分别计算一个氢原子和1 mol 氢原子的电离能。

4．2 通过查表计算1.00g气态Cl原子完全转化为气态Cl-离子所释放出的能量。 4．3 试计算He+, Li2+的电离能。

4．4 按斯莱脱规则计算K，Cu，I的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级 的能量。

4．5 通过近似计算说明，12号、16号、25号元素的原子中，4s和3d哪一个能 级的能量高？

自测练习题答案

1．是非题

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（×） 2．选择题

2．1（b） 2．2（d） 2．3（a） 2．4（c） 2．5（c）

2．6（b） 2．7（a） 2．8（c） 2．9（a） 2．10（c） 2．11（a） 2．12（b） 2．13（c） 2．14（b） 2．15（c） 2．16（c） 2．17（d） 2．18（a） 2．19（c） 2．20（d） 2．21（b） 3．填空题

3．1 核外电子运动状态，原子轨道，概率密度，概率密度。

3．2 球壳，几率，几率密度，球壳总体积，几率，球壳总体积，几率密度，几率。 3．3 n = 3，I = 2，m = 0，±1，±2中任意3个，ms = + 1s22s22p63s23p63d54s1，四，6，铬，Cr。 3．4 5d106s1，3s23p63d1。

3．5 原子序数，电子层结构周期性，4s3d4p，6s4f5d6p。 3．6 1，2，0，3，4。 3．7 8，3，活泼，M2O3。

11或-， 22 3dz2 3．8 3d54s1，3dxy，3dxz，3dyz，3dx2?y2, 3．9 4个区；s区：ns1-2，p区：ns2np1-6，d区：(n-1)d1-10ns1-2，

f区：(n-2)f1-14(n-1)d0-1ns2

3．10 用以表达原子特征的参数，原子核电荷数，相对原子质量，原子半径，电 离能，电子亲合能，电负性。 4．计算题

4. 1 应用里德堡公式算得ν，代入E = hν计算。2.179×10-18 J，1312 kJ·mol-1。 4. 2 Cl原子的电子亲合能为3.7 eV原子，l eV = 1.602×10-19 J，10 kJ·mol-1。 4. 3 5249.06 kJ·mol-1，11809.2 kJ·mol-1。 4.4 K: Z* = 2.2, E = -1012.86 kJ·mol-1; Cu: Z*=3.7, E = -1703.45 kJ·mol-1; I: Z* = 7.6, E =

-3170.96 kJ·mol-1.

4. 5 提示：对12号、16号元素计算时，先假设有1个3s或3p电子已激发到4s 或3d轨道上，然后按激发态电子排布式计算。 12号：E4s = -1.3×10-20 J， E3d = -1.78×10-20 J； 16号：E4s = -3.06×10-20 J， E3d = -1.78×10-20 J； 25号：E4s = -1.3×10-19 J， E3d = -6.27×10-19 J；

四、课后习题

1 区分下列概念

(1) 质量数和原子质量 (2) 连续光谱和线状光谱 (3) 定态，基态，激发态 (4) 顺磁性，逆磁性 (5) 波长，波数，频率

(6) 经典力学轨道，波动力学轨道 (7) 电子的粒性与波性 (8) 核电荷和有效核电荷 解答

(1)质量数：指同位数原子核中质子数和中子数之和, 是接近同位素量的整数。

相对原子质量：符号为Ar，被定义为元素的平均原子质量与核素12C原子质量的

1/12之比，代替“原子量”概念（后者已被废弃）；量纲为1的（注意相对概念）。 (2) 线状光谱：彼此分立、波长恒定的谱线；原子受激发（高温、电孤等）时，电子

由低能级轨道跃迁到高能级轨道，回到低能级时产生发射光谱（不同原子具有各自特征波长的谱线）。

(3) 定态是由固定轨道延伸出来的一个概念。电子只能沿若干条固定轨道运动，意味

着原子只能处于与那些轨道对应的能态，所有这些允许能态统称为定态。主量子数为1的定态叫基态，其余的定态都是激发态。波动力学中也用基态和激发态的概念。 (4) 物质在外磁场中表现出来的性质。受吸引的性质叫顺磁性，这类物质中含有未成

对电子；受排斥的性质叫抗磁性，这类物质中不含未成对电子。 (5) 波长—符号λ，单位m（或m的倍数单位）；波数—符号σ，单位m-1（常用cm-1）；

频率—符号ν，单位Hz，相互关系：σ=1/λ，ν= c/λ。 (6) 汉语中都叫原子轨道，但英语中的区分却是明确的。“orbital”是波动力学的原子

轨道，是特定能量的某一电子在核外空间出现机会最多的那个区域，亦叫“原子轨函”。“orbit”是玻尔提出的从旧量子学提出的圆型原子轨道

(7) 粒性—电子运动具有微粒运动的性质，可用表征微粒运动的物理量（如距离和动

量）描述；波性—电子运动也具有波的性质（如衍射），可用表征波的物理量（如波长和频率）描述。

(8) 核电荷是原子核具有的正电荷数，符号为Z；有效核电荷是原子中某一特定电子所

感受到的实际核电荷，通常用Z*表示；联系两者的关系式为：Z*=Z－σ，σ叫屏蔽参数。

2 计算质量为145g，速度为168 km·h-1的垒球的德布罗意波长。 解答

代入德布罗意公式得λ= 9.79× 10-35 m 3 下列哪一组量子数是不合理的？

(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。 解答

不合理的有（1）l的取值不能等于n值；（3）m的取值只能在+l―–l之间；（4）l的取值不能大于或等于n。 4 写出下列微粒的电子结构

(1) Zn (2)Mn (3)As (4)Rb (5)F (6)Cr (7)Cu (8)Fe2+ (9)V2+ (10)La3+ 解答

原子或离子

Zn Mn As Rb F

电子构型 [Ar]3d104s2 [Ar]3d54s2 [Ar]3d104s24P3 [Kr]5s1 [He]2s22p5

磁性质 反 顺 顺 顺 顺

原子或离子

Cr Cu Fe2+ V2+ La3+

电子构型 [Ar]3d54s1 [Ar]3d104s1 [Ar]3d64s0 [Ar]3d34s0 [Xe] 5d06s0

磁性质 顺 顺 顺 顺 反

5 完成下列表格

价层电子构型

2s2 2p4 3d104s24p4 4f145d16s2 3d74s2 4f 96s2 解答

价层电子构型

2s2 2p4 3d104s24p4 4f145d16s2 3d74s2 4f 96s2

6 完成下列表格

价层电子构型

元素所在周期

3 6

4 4 5

解答

价层电子构型

3s23p3 4f145d106s1 3d64s2 3d104s24p5

5s2

元素所在周期

元素所在族

元素所在周期 第二周期 第四周期 第六周期 第四周期 第六周期

元素所在族 16/Ⅵ 16/Ⅵ 3 9 3

元素所在族 15/Ⅴ 11 8 17/Ⅶ 2

元素所在周期

3 6 4 4 5

元素所在族 15/Ⅴ 11 8 17/Ⅶ 2

7 按照能量从低到高的顺序排：

(1) n = 4，l = 0；(2) n = 3，l = 2；(3) n = 3，l = 0；(4) n = 3，l = 1 解答

(3)，(4)，(1)，(2)

8 根据Aufbau规则画出铜原子的电子构型。由于d10构型比较普遍，4s轨道中的一个电

子常被填充到3d轨道中，画出铜原子具有这种排布的电子构型。用这两种电子构型来解释铜原子最外层电子的失去以及重要氧化态。这两种不同的电子构型会不会影响铜原