发布时间 : 星期五 文章武汉大学版无机化学课后习题答案（第三版）第10章 原子结构更新完毕开始阅读
道能量是相同的。氦原子就不同了。它是多电子原子，存在有屏蔽效应，主量子数相同时，Ens < Enp < End。 12．通过近似计算说明，12号、16号、25号元素的原子中，4s和3d哪一能级的能量高？
解：12号元素电子排布：1s22s22p63s2 ,当一个电子激发到3d轨道上时，该电子的屏蔽常数为：σ =11
13.6??12?11??3d????1.51eV 23当一个电子激发到4s轨道上时，该电子的屏蔽常数为：
213.6??12?10.85?σ = 0.85 +10 = 10.85 ?4s????1.12eV 24E4s > E3d
16号元素电子排布：1s22s22p63s23p4,当一个电子激发到3d轨道上时，该电子的屏蔽常数为：σ = 15
213.6??16?15??3d????1.51eV
32当一个电子激发到4s轨道上时，该电子的屏蔽常数为：
213.6??16?14.25?σ = 5×0.85 + 10 = 14.25 ?4s????2.6eV
42E4s < E3d
25号元素电子排布：1s22s22p63s23p63d54s2, 3d轨道上的电子屏蔽常数为：
213.6??25?19.4?σ = 4×0.35 + 18 = 19.4 ?3d????47.4eV 234s轨道上电子的屏蔽常数为：
213.6??25?21.4?σ = 0.35 + 13× 0.85 + 10 = 21.4 ?4s????11.0eV 24E4s >E3d
13．根据原子轨道近似能级图，指出下表中各电子层中的电子数有无错误，并说明理由。 元素 19 22 30 33 60
K 2 2 2 2 2 L 8 10 8 8 8 M 9 8 18 20 18 N 2 2 3 18 O 12 P 2 2解：正确的电子层电子排列如下： 元素 19 22 30 33 60 K 2 2 2 2 2 L 8 8 8 8 8 M 8 8 18 18 18 N 1 4 2 5 22 O 8 P 2 19号元素最外层排列9个电子错，原子最外层最多只能排列8个电子。
22号元素L层排列10个电子错，L层只有2s和2p等4个轨道，最多容纳8个电子。 30号元素的排列是正确的。
33号元素的次外层排列22个电子是错的，原子的次外层最多只能排列18个电子。
60号元素的O层不能排列12个电子，因为它的N层4f亚层能量较5d亚层低，电子应先填充4f电子。 14．说明在同周期和同族中元素的原子半径的变化规律，并讨论其原因。
解：同周期元素，从左到右，元素的原子半径依次减少，这是因为从左到右，随核电荷的增加，相应增加的电子都在最外电子层区域之内，因此核对电子的引力作用处于主导作用，即核电子受核的引力增强，帮半径减少。
同周期元素，从上到下元素的原子半径增加。这是因为，随核电荷数的增加，相应增加的电子都在更高的电子层上，因此受核的引力减弱。所以原子半径增大。 15．说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高，为什么？ S与P Al与Mg Sr与Rb Cu与Zn Cs与An Rn与At 解：电离能大小比较：
IS〈 IP，同周期，电子层结构：P [Ne]3s23p3 ；S [Ne]3s23p4 , P的4p轨道电子半满，是洪特规则的稳定态，所以电离能较高。
IAl < IMg , 电子层结构：Al [Ne]3s23p1 ； Mg [Ne]3s23p0 , 镁的3p轨道为全空，是洪特规则稳定态，因此电离能较高。
ISr > IRb, 同周期，从左到右，原子半径变小，核电荷数变小，核电荷数增大，核对外层电子引力增强 ，电离能增大。
ICu < IZn, 同周期，核电荷数Zn较大，因此Zn电离能较大。
ICs < IAn, Cs为碱金属，An为锕系金属，锕系金属电子填充在内层，核对最外层电子引力较大，故电离能较高。
IRn > IAt, 同周期元素，Rn为稀有气体，外层为最稳定的饱和结构，所以电离能较大。
16．电子亲合能与原子半径之间有何规律性的关系？为什么有些非金属（如F，O等）却显得反常？ 答：电子亲合能一般随原子半径的减少而增大，因此同周期元素从左向右增大，自下而上增大，但处于第二周期元素的原子由于原子半径太小，亲合电子时电子间的排斥力较大，因此它们的亲合能反而比同族的第三周期元素小。另外，处于洪特规则稳定态的原子，如P3结构的第Ⅴ主族元素，在周期元素中，它比左右元素的原子亲合能较小。
17．什么是元素的电负性？电负性在同周期、同族元素中各有怎样的变化规律？
答：电负性是表示元素原子吸引电子能力大小的物理量，电负性越大，原子吸引电子的能力越强，同周期元素从左向右电负性增大，自上而下电负性减小，周期表中电负性最大的元素为右上角的F元素，最小为左下角的Cs元素。
18．若磁量子数m 的取值有所变化，即m可取0，1，2，…，l共l+1个值，其余不变，那么周期表将排成什么样？按新周期表写出前20号元素中最活泼的碱金属元素，第一个稀有气体元素，第一个过渡元素的原子序数、元素符号及名称。
答：如果m的取值为0，1，2，…，l共l+1个值，则：
第一周期n=1,l=0,m=0,将有1个轨道，2个电子，因此第一周期有2个元素。
第二周期n=2,l=0,1,当l=0时，m=0，有1个轨道，l=1时，m=0,1,有2个轨道，共有3个轨道，可容纳6
个电子，因此有6 种元素。 第三周期也是6种元素。
第四周期最多可容纳12个元素，(4s23d64p4)。最外层最多可容纳6个电子，次外层最我可容纳12个电子。 前20号元素中最活泼的碱金属应是第15号元素，它的电子层结构是1s22s22p43s23p44s1。 第一个稀有气体元素是第2号元素氖。它的电子结构是1s2。
第一个过渡元素是第17号氯元素Cl，其电子结构为1s22s22p43s23p43d14s2。