第五章习题答案
1. 氢原子的发射光谱中有一条谱线，是电子从n=4跃迁到n=2的轨道时放出
的辐射能所产生的，试计算该谱线的波长并指出该谱线属于哪一波段。 2. 根据Bohr理论计算第五个Bohr轨道的半径和电子在此轨道上的能量。 3. 用原子轨道符号表示下列各套量子数。
a. n=2, l=1, m= -1; b. n=4, l=0, m=0; c. n=5, l=2, m=0. 2py 4s 5dzx 4. 以下各亚层哪些能够存在？包含多少轨道？
a. 2s; b. 3f; c. 4p; d. 5d; e. 1p; d. 2d.
5. 画出Si、V、Fe电子轨道图，指出这些原子各有几个未成对电子？
Si 共有两个未成对电子
3px 3py 3pz2s1sV 共有三个未成对电子
2px 2py 2pz3s
4s3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dzx 3dx - y 3dz2222s1s2px 2py 2pz
Fe 共有四个未成对电子
4s3s3px 3py 3pz2 3d23dxy 3dyz 3dzx 3dx - yz22s1s2px 2py 2pz
6. 下列的电子运动状态是否存在？为什么？
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a. n=2, l=2, m=0, ms=+1/2; b. n=3, l=2, m=2, ms=+1/2; c. n=4, l=1, m= -3, ms=+1/2; d. n=3, l=2, m=0, ms=+1/2。
7. 对下列各组轨道，填充合适的量子数：
a. n=?, l=2, m=0, ms=+1/2; b. n=2, l=?, m= -1, ms= -1/2; c. n=4, l=2, m=0, ms=?;
d. n=2, l=0, m=?, ms=+1/2。
a. n≥3 n?N b. l =1 c.ms= +1/2,-1/2 d. m=o
8. 试用s, p, d, f符号表示下列各元素原子的电子分布式，指出它们各属于第几
周期、第几族？
a. 26Fe b. 18Ar c. 29Cu d. 35Br 9. 填充下表 原子序数 27 31 9 42 80 电子分布式 1s22s22p63s23p63d74s2 1s22s22p63s23p63d104s24p1 1s22s22p5 1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 外层电子构型 4s2 4s24p1 2s22p5 4d55s1 5d106s2 周期 4 4 2 5 6 族 Ⅷ ⅢΑ ⅦΑ ⅥΒ IIB 10. 已知下列元素的原子的外层电子构型分别是： a. 3s2; b. 2s2p4; c. 3d34s2; d. 4d105s2
请指出它们是什么元素，处于哪一周期，哪一族。 解:
a. 3s2 是镁Mg, 第三周期 ⅡΑ族 b. 2s2p4是硫S, 第三周期 ⅥΑ族 c. 3d34s2是钒V, 第四周期 ⅤΒ族 d. 4d105s2是镉Cd, 第五周期 IIB族
11. 若元素最外层仅有一个电子，该电子的量子数如下： n=4, l=0, m=0, ms=+1/2
问：1）符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各为多少？ 2）写出相应元素的电子分布式，指出在周期表中所处的位置。 解:1). 3个,分别为钾, 铬, 铜 原子序数为19, 24, 29 2). K: 1s22s22p63s23p64s1 第三周期, 第一主族 Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1 第三周期, 第ⅥΒ族 Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1 第三周期 第一副族
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12. 写出下列各种离子的外层电子构型：
a. Ti4+; b. Mn2+; c. Fe3+; d. Cd2+ 解:
a.3s23p6 b.3d5 c.3d5 d.4d10
13. 指出下列分子的中心原子可能采用的杂化轨道类型，并写出分子的空间构
型。
a. BBr3; b. SiH4; c. BeH2; d. PH3; e. H2S
解: a: B采用sp2杂化轨道类型,空间结构是平面三角形. b. Si 采用sp3杂化轨道类型, 空间结构是正四面体. c. Be采用sp杂化轨道类型, 空间结构直线型. d. P采用sp3杂化轨道类型, 空间结构是三角锥形.
e. S采用sp3杂化轨道类型, 空间结构是”V”型.(类似于H2O)
14. 解释H2O和BeCl2都是三原子分子，为何前者为V形，而后者为直线形？ 解:
氧原子的外层共有6个电子,因此水分子中氧原子形成sp3杂化轨道类型,共四个轨道两个氢原子,则空出的两个轨道被氧原子中的两对孤对电子占据,由于电子的斥力,所以空间结构呈V形.而Be原子外层两个电子,其杂化时形成sp杂化轨道类型,所以呈直线型.
15. 指出下列分子之间存在哪几种分子间作用力(包括氢键)。
a. H2分子间； b. H2O与O2分子间； c. H2O分子间； d. HCl与H2O分子间； e. CH3Cl分子间。 a 色散力
b 色散力 诱导力
c 色散力 诱导力 取向力 氢键 d 色散力 诱导力 取向力 氢键 e 色散力 诱导力 取向力
16. 为什么 a. 室温下CH4为气体，CCl4为液体，而CI4为固体？
b. H2O的沸点高于H2S, 而CH4的沸点却低于SiH4?
解：a 在这几个化合物中，随着H Cl I 原子序数的增加，原子的核电荷数增大，所以它们的相对分子质量增大，分子间作用力会递增，沸点递增，所以在室温下分别呈现气体，液体和固体状态。
b H2O的沸点高于H2S是因为H2O能形成分子间的氢键，而H2S却不能形成氢键，故H2S沸点低于H2O；
CH4的沸点低于SiH4是因为都不存在氢键，只有范德华力，随着相对分子质量的增大而分子间作用力增大，所以CH4的沸点较低。
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17. 乙醇和二甲醚的组成相同，但前者的沸点为78.5℃，后者的沸点为-23℃，
为什么？
解：虽然二者的组成是相同的，但是由于分子结构上的差异，使得二者沸点差异很大，其原因是在乙醇中存在氢键，而在二甲醚中则不存在，虽然都有范德华力的存在，但是较之氢键能量差的很多，所以乙醇的沸点大于二甲醚的沸点。
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第五章习题答案
