发布时间 : 星期四 文章最全2014年全国化学竞赛 - 28原子电子结构更新完毕开始阅读
A 38 B 55 C 100 D 135
50．无机化合物甲、乙分别由三种元素组成。组成甲、乙化合物的元素的特征电子排布都可表示如下：asa、bsbbpb、csccp2c。甲是一种溶解度较小的化合物，却可溶于乙的水溶液。由此可知甲、乙的化学式分别是 、 ；甲溶于乙的水溶液化学方程式为 。
51．现代原子结构理论认为，在同一电子层上，可有s、p、d、f、g、h??等亚层，各亚层分别有1、3、5、??个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测：
（1）第8周期共有 种元素；
（2）原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是 ；
（3）根据“稳定岛”假说，第114号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，可能在自然界都可以找到。试推测第114号元素属于 周期， 族元素，原子的外围电子构型是
52．A、B两元素，A原子的M层和N层的电子数分别比B原子的M层和N层的电子数少7个和4个。写出A、B两原子的名称和电子排布式，并说明推理过程。
C组
＋＋
53．（1）写出下列原子或离子的电子排布式：N、Ar、Fe、Fe2、Pr3。 （2）在这些原子或离子中含有多少未成对电子？
54．镍原子的电子构型为[Ar]3d84s2，试判断下一号元素Cu的电子构型[Ar]3d104s中4s电子数？
55．所有原子序数Z为奇数的原子一定至少含有一个未成对电子，试说明原子序数为偶数的原子能含有未成对电子吗？如果答案是肯定的，请在前三个周期的元素中找出例证。
56．在第一过渡系元素（Z＝21～30）中哪些原子是反磁性的？写出它们的电子构型。 57．Cr的电子构型不服从Aufbau电子排布原理，试推断Cr实际的电子构型，并解释这种异常现象。
－－－－
58．负离子的电子构型仍然遵循Anfbau原理，试写出H、N3、F和S2的电子构型？
＋＋＋
59．写出Ni2、Re3和Ho3的电子排布式，并判断这些离子中的未成对电子数是多少？
60．最先出现g亚层的是哪一主层，写出它的n值和代表符号？如果你的答案是正确的，你将会看到2/3的已知元素在此层填有电子，试说明为什么没有g电子？
61．如果M的下一个稀有气体元素是能够稳定存在或可被人工制造的，并假设处于基态的此元素的9个g轨道仍然没有被电子占据，试推断它的原子序数？
62．在绝大多数化合物中镧系元素是以＋3价态存在的，但有时在少数几种离子型化
＋＋
合物中也能发现Ce4和Eu2，试用价电子构型解释这些离子的变价行为？
63．五种元素的原子电子层结构如下：
A 1s22s22p63s23p63d54s2 B 1s22s22p63s2 C 1s22s22p6 D 1s22s22p63s23p2 E 1s22s1 试问其中
（1）哪种元素是稀有气体？
（2）哪种元素最可能生成具有催化性质的氧化物？ （3）哪种元素的原子的第一电离能最大？ 64．写出Eu（63号）、Te（52号）元素原子的电子排布式。若原子核外出现5g和6h五层，请预测第九、十周期最后一个元素原子序数和它们的电子排布。
65．假定在下列电子的各组量子数中n正确，请指出哪几种不能存在，为什么？ （1）n＝1，l＝1，m＝1，ms＝－1。 （2）n＝3，l＝1，m＝2，ms＝＋1/2。 （3）n＝3，l＝2，m＝1，ms＝－1/2。 （4）n＝2，l＝0，m＝0，ms＝0。
（5）n＝2，l＝－1，m＝1，ms＝＋1/2。 （6）n＝4，l＝3，m＝2，ms＝2。
66．试用斯莱脱（Slate）规则分别计算作用于Fe的3s、3p、3d和4s电子的有效核电荷数，这些电子所在各轨道的能量及Fe原子系统的能量。
＋
67．电离1mol自由铜原子得1mol Cu，需能量为746.2kJ，而由晶体铜电离获得1mol ＋
Cu离子仅消耗434.1kJ能量。试问：
（1）说明上述两电离过程所需能量不同的主要原因。 （2）计算电离1mol晶体铜所需照射光的最大波长。
（3）升高温度可否大大改变上述两电离过程所需能量之差？ 68．在我们这个三维空间世界里的周期系是根据4个量子数建立的，即n＝1，2，3，??；l＝0，1，?，（n－1）；ml＝0，±1，±2?，±l；ms＝±1/2。如果我们搬到一个想像的“平面世界”去，那是一个二维世界，那里的周期系根据三个量子数建立的，即n＝1，2，3，??；m＝0，±1，±2?，±（n－1）；ms＝±1/2。这个“平面世界”里的m所表示的意义，相当于三维世界中l和ml二者作用（例如用它也能表示s、p、d??能级）。不过，我们在普通三维世界中的基本原理和方法对二维“平面世界”是适用的，下面几个问题都与这个“平面世界”有关。
（1）画出“平面世界”周期表中前四个周期，在其中按照核电荷标明原子序数，并用原子序数（Z）当作元素符号，写出每一元素的电子构型。
（2）现在研究n?3的各元素，指出与“平面世界”中每种元素相对应的我们三维空间中的各种元素的符号，根据这种相似性，你估计在常温、常压下，哪些“二维世界”单质是固体？哪些是液体？哪些是气体？
（3）画出n＝2各元素的杂化轨道。在“平面世界”中的有机化学是以哪一种元素为基础的（用原子序数作元素符号）？指出乙烷、乙烯和环己烷分别与在“平面世界”中什么化合物对应。在“平面世界”中什么样的芳香化合物可能存在？
（4）在这个“平面世界”中，有哪些规则和三维世界中所用的8电子和18电子规则相当？
（5）画图说明n＝2的几个“平面世界”元素的第一电离能变化趋势。在“平面世界”周期表中，画出元素的电负性增长方向。
69．氢原子的稳态能量由下式给出：En＝2.1831018/n2（J），n是主量子数。 （1）计算（所有计算结果均要带单位）：①第1激发态（n＝2）和基态的能量差；②第6激发态（n＝7）和基态（n＝1）之间的能量差。
－
（2）上述赖曼（Lyman）系跃迁处于什么光谱范围？
（3）解释由Lyman系光谱的第三条线及第6条线产生的光子：①能否使处于基态的
－
另外的氢原子电离？②能否使晶体中的铜原子电离？（铜的电子功函数为φ＝7.4431019
J）
（4）若由Lyman系光谱的第1条谱线和第6条谱线产生的光子能使铜晶体电离，计算上述（3）两种情况中从铜晶体发射出的电子的德布罗意波长。（有关常数：普朗克常数
－34－31
h＝6.6256310J/s，电子质量m（e）＝9.1091310kg，光速c＝2.997923108m/s）
70．已知电子沿着圆环运动（如下图）的势能函数V为：
其Schr6dinaer 方程为：
将变数x改成和角度Φ有关的函数，X＝ΦR，解此方程可得波函数ψn和相应能量En的表达式如下：
（1）以“h2/8π2mR2”作能量单位，作图示出能级的高低及能级简并情况。
（2）画出吡啶（C5H5N）和吡咯（C4H4NH）的价键结构式。将环中的π电子运动情况近似地看作如上图所示的状态，说明环中π键电子的数目，以及它们的LUMO和HOMO。将电子从HOMO跃迁到LUMO，哪一种化合物所需的光的波长要短些？
＋－
（3）在吡啶盐酸盐（C5H5NH42Cl）中，正离子中π键电子数是多少？讨论为什么中性的吡咯C4H4NH能稳定存在，而中性的C5H5NH不稳定？
（4）联系讨论单环共轭多烯体系4m＋2规则的本质。
71．He的某状态函数为Ψ＝
＋
?Z?42???a01???Zr?Zr????2?exp??? ???a0????2a0?（1）写出该状态的量子数n，l，m值；
（2）求算该状态节面处的r值； （3）计算该状态的能量； （4）计算该状态的角动量；
（5）画出ψ，ψ2和r2ψ2对r的简单示意图。
72．氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47，486.27，434.17和410.29nm，试通过数学处理将话线的波数归纳成下式表示，并求出常数R和整数n；，nz的数值。
v＝R（1/n12－1/n22）
73．按Bohr模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并准确到5位有效数字）和线速度。
74．对于氢原子：
（1）分别计算从第一激发态和第六激发态跃迁到基态所产生的光谱线的波长，说明这些谱线所属的线系及所处的光谱范围。
（2）上述两谱线产生的光子能否使：（i）处于基态的另一氢原子电离？（ii）金属铜
－
中的原子电离？（铜的功函数ФCu＝7.4431019 J）
（3）若上述两话线所产生的光子能使银晶体的电子电离，访计算从铜晶体表面射出的光电子的德布罗意波的波长。
75．请通过计算说明，用氢原子从第六激发态跃迁到基态所产生的光子照射长度为1120 pm的线型分子H2CCHCHCHCHCHCHCH2，该分子能否产生吸收光谱？若能，计算谱线的最大波长；若不能，请提出将不能变为可能的思路。
76．计算氢原子的基态波函数在r＝a0和r＝2a0处的比值。
77．计算氢原子的1s电子出现在r＝100pm的球形界面内的概率。
78．计算氢原子的积分：
作出P（r）－r图，求P（r）＝0.1时的r值，说明在该r值以内电子出现的概率是90%。
79．已知氢原子的归一化基态波函数为；
（1）利用量子力学基本假设求该基态的能量和角动量；
（2）利用维里定理求该基态的平均势能和零点能。 80．已知氢原子的
试回答下列问题：
（1）原子轨道能E＝？
（2）轨道角动量＝？轨道磁矩＝？ （3）轨道角动量M和z轴的夹角是多少度？
（4）列出计算电子离校平均距离的公式（不必算出具体的数值）。 （5）节面的个数、位置和形状怎样？ （6）概率密度极大值的位置在何处？ （7）画出径向分布示意图。 81．对氢原子，，所有波函数都已归一化。请对ψ所描述的状态计算：
（1）能量平均值及能量为－3.4 eV出现的概率；
（2）角动量平均值及角动量为2h／2π出现的概率；
（3）角动量在z轴上的分量的平均值及角动量z轴分量h/π出现的概率。
82．试在直角坐标系中画出氢原子的5种3d轨道的轮廓图，比较这些轨道在空间的分布，正、负号，节面及对称性。
83．写出He原子的Schr?dinger方程，说明用中心力场模型解此方程时要作哪些假设，计算其激发态（2s）1（2p）1的轨道角动量和轨道磁矩。
＋
84．写出Li2离子的Schr?dinger方程，说明该方程中各符号及各项的意义；写出Li2
＋
离子1s态的波函数并计算或回答：