高中化學(xué)競(jìng)賽題匯編

中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽試題資源庫(kù)一一原子電子結(jié)構(gòu)

1.氫原子的電子云圖中的小黑點(diǎn)表示的意義是

A一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子B黑點(diǎn)的多少表示電子個(gè)數(shù)的多少

C表示電子運(yùn)動(dòng)的軌跡D電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少

2.在化學(xué)反應(yīng)中，會(huì)發(fā)生變化的是

A質(zhì)子數(shù)B中子數(shù)C電子數(shù)D質(zhì)量數(shù)

3.某元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，那么此元素是

AFBCCODN

4.某元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，那么此元素是

AFBCCODN

5.在第n電子層中，當(dāng)它作為原子的最外層時(shí)，容納電子數(shù)最多與n-1

層相同；當(dāng)它作為原子的次外層時(shí)，其電子數(shù)比n+1層最多容納電子數(shù)多10

個(gè)，則此電子層是

AK層BL層CM層DN層

6.按照核外電子排布規(guī)律：各電子層最多容納電子數(shù)為2n2（n為電子層

數(shù)）；最外層電子數(shù)不超過8個(gè)；次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，預(yù)測(cè)核電荷數(shù)為

118的元素的原子核外電子層排布是

A2,8,18,32,32,18,8B2,8,18,32,50,8

C2,8,18,32,18,8D2,8,18,32,50,18,8

7.在下列分子中，電子總數(shù)最少的是

AH2SBO2CCODNO

8.下列離子中，所帶電荷數(shù)與該離子的核外電子層數(shù)相等的是

AAl3+BMg2+CBe2+DH+

9.下列離子中，電子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)且質(zhì)子數(shù)大于中子數(shù)的是

AD3O+BLi+COD-DOH-

IO.下列各組微粒中，核外電子總數(shù)相等的是

卡和和和

AKNa+BCO2NO2CCOCO2DN2和CO

11.下列各組粒子中，含有相同的電子總數(shù)的是

++

AS?一與HFBH2O與CH2O與NH4DNa+與K

12.下列各組微粒中，核外電子總數(shù)相等的是

AK+和Na+BCO2和NO2CCO和CO2DN2和CO

13.下列四組物質(zhì)中，兩種分子不具有相同核外電子總數(shù)的是

AH2O2和HC1BCO和NOCH2O和CH4DH2s和F2

14.下列各組粒子中，核外電子排布相同的是

AAl和AU+BNa和F-CNa*和NeDS?一和Cl

15.已知硼化物BxHyZ-與B10C2H12的電子總數(shù)相同，則BxHyZ-的正確表達(dá)

式為

AB9Hy-BBioHi?-CBHHI32-DBI2H/

16.A元素的離子A"',其核外共有x個(gè)電子，該原子的質(zhì)量數(shù)為y,則

原子核內(nèi)含有的中子數(shù)為

Ay—x+nBy-x—nCy+x+nDy+x-n

17.在離子RO3『中共有x個(gè)核外電子，R原子的質(zhì)量數(shù)為A,則R原子

核內(nèi)含中子的數(shù)目為

AA+n+48+xBA—n—24—xCA—n+24—xDA+n

+24—x

18.某二價(jià)陽離子核外有24個(gè)電子，其質(zhì)量數(shù)為56,它的核內(nèi)中子數(shù)是

A34B32C30D78

19.某陰離子XI6O3「具有42個(gè)電子，質(zhì)量數(shù)為83,那么X元素原子核內(nèi)

的中子數(shù)為

A14B15C17D18

20.某金屬X的含氧酸根離子帶有一個(gè)單位負(fù)電荷，其核外共有58個(gè)電

子，酸根中各組成原子的質(zhì)量數(shù)之和是119,其中X在此原子團(tuán)中顯示的化合

價(jià)是+7,則X的核內(nèi)中子數(shù)是

A29B30C37D38

21.A?一陰離子的原子核內(nèi)有x個(gè)中子，A元素的質(zhì)量數(shù)為m,則n克A?

陰離子所含電子的物質(zhì)的量為

An(m—x-2)/mmolBn(m-x+2)/mmol

C(m—x+2)/mnmolD(m—x—2)/mnmol

22.假設(shè)A元素不存在同位素，A?一陰離子的原子核內(nèi)有x中子，A元素

的質(zhì)量數(shù)為m,則n克A?陰離子所含電子的物質(zhì)的量為

An(m—x—2)/mmolBn(m—x+2)/mmol

C(m—x+2)/mnmolD(m—x—2)/mnmol

23.X原子的核電荷數(shù)為a,它的陰離子X"1-與Y原子的陽離子丫鵬的電

子層結(jié)構(gòu)相同，則Y原子的核電荷數(shù)為

Aa+m+nBa-m—nCm+n-aDm-n-a

nn

24.X、Y、Z和R分別代表四種元素。如果aXm+、bY\cZ\dRm-四種

離子的電子層結(jié)構(gòu)相同(a、b、d、d為元素的原子序數(shù))，則下列關(guān)系正確的

是

Aa—c=m-nBa—b=n—mCc—d=m+nDb—d=n

+m

25.a、b、c、d是1?18號(hào)元素，a、b元素的陽離子和c、d元素的陰離

子都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，且b元素原子的最外層電子數(shù)比a元素原子的最

外層電子數(shù)少，c的陰離子所帶的負(fù)電荷比d的陰離子所帶的負(fù)電荷多，則它

們的核電荷數(shù)大小關(guān)系是

Aa>b>d>cBc>b>a>dCa>b>c>dDb>a>c>

d

26.已知元素R有某種同位素的氯化物RCk(RCk為離子化合物)，該氯

化物中R微粒核內(nèi)中子數(shù)為Y,核外電子數(shù)為Z,該同位素的符號(hào)為

AB考RCDX+*R

27.兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等，則在周

期表的前10號(hào)元素中，滿足上述關(guān)系的元素共有

A1對(duì)B2對(duì)C3對(duì)D4對(duì)

28.下列分子的電子式書寫正確的是

A氨耳B四氯化碳Cl

C1：C：C1

H：N：HCl

C氮：NUN：D二氧化碳：6：c：d：

29.下列表達(dá)方式錯(cuò)誤的是

A甲基的電子式H3：

ft

B硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖@J88

C碳一12原子：1C

D用小黑點(diǎn)代表未成鍵的最外層電子，短線代表共價(jià)鍵，則NH3分子可

表示為：?

30.下列表達(dá)方式錯(cuò)誤的是

H

A甲烷的電子式H：C：H

B氟化鈉的電子式Na+[：E：T

C硫離子的核外電子排布式Is22s22P63s23P4

D碳一12原子'1C

31.下列微粒的表達(dá)式中正確的是

A過氧化鈉的結(jié)構(gòu)式：Na-O-O-NaBBe原子的結(jié)構(gòu)示意圖:

CN3一離子的核外電子排布式：Is22s22P6D羥基的電子式：：0：H

32.下列電子式中錯(cuò)誤的是

H:

ANa+B[：6：H]-CN：HD：c：H

????H??

HH

33.下列表達(dá)方式錯(cuò)誤的是

、、、

A氯化氫分子的電子式：H+[-Cl>]-BS2一的結(jié)構(gòu)示意圖：0288

C0-18原子的符號(hào)：'lODCO2分子的結(jié)構(gòu)式：O=c

=0

34.下列各項(xiàng)中表達(dá)正確的是

AF一的結(jié)構(gòu)示意圖:BCO2的分子模型示意圖：慮》

CNaCl的電子式：Na；ci：DN2的結(jié)構(gòu)式：：N三N：

35.下列各項(xiàng)表達(dá)正確的是

A氏0的分子模型示意圖：BF的結(jié)構(gòu)示意圖：?2J

C乙烯分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH2cH2DCaCL的電子式：Ca2+［：C1：］

-2

36.寫出下列微粒的化學(xué)式：

(1)由兩個(gè)原子核和18個(gè)電子組成的分子，由兩個(gè)原子核和18

個(gè)電子組成的陰離子為o

(2)由五個(gè)原子核和10個(gè)電子組成的分子為，由五個(gè)原子核和10

個(gè)電子組成的陽離子為o

37.在1?18號(hào)元素組成的化合物中具有三核10個(gè)電子的共價(jià)化合物

是；具有三核20個(gè)電子的離子化合物是o

38.疊氮化合物在化學(xué)工業(yè)上有其重要應(yīng)用。N3一叫做疊氮離子，請(qǐng)寫出

由三個(gè)原子構(gòu)成的含有同N3-相同電子數(shù)的微粒的化學(xué)式(三

種)-

39.在含有多個(gè)電子的原子里，電子的能量并不相同。能量低的通常在離

核運(yùn)動(dòng)；能量高的通常在離核O通常用來表明運(yùn)動(dòng)著的

電子離校遠(yuǎn)近的不同。

40.由核電荷數(shù)為1?18的元素組成的分子、陽離子、陰離子，核外共有

10個(gè)電子的微粒有(填寫分子式或離子符號(hào))：

(1)分子有、、、和o

(2)陽離子除H3O+外，還有、、和o

(3)陰離子除NH2一外，還有、、和o

41.下列粒子的結(jié)構(gòu)示意圖是否正確？若不正確，請(qǐng)說明理由。

，＞)))^^)))

①Na(+11)182②K(+19)289

))))))

)))))_z-x)))

2818206@Cr(+17)288

?))))))))

42.兩種元素的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等，則在周期表

的前18號(hào)元素中，滿足上述關(guān)系的元素0工合有a二一定填滿)：

1234567

元素符號(hào)H、Be

43.A原子的L電子層比B原子的L電子層少3個(gè)電子，B原子核外的電

子總數(shù)比A原子的核外電子總數(shù)多5個(gè)。則A是，B是。

44.有A、B兩種原子，A原子的L層比B原子的L層多4個(gè)電子，而B

原子的M層比A原子M層少2個(gè)電子，推測(cè)A、B兩種元素的符號(hào)，并畫出

原子結(jié)構(gòu)示意圖？

45.A、B、C三種元素，其中有一種金屬元素。A、B原子的電子層數(shù)相

同。B、C原子的最外層電子數(shù)相同。又知這三種元素原子的最外層電子數(shù)之

和為17。原子核中的質(zhì)子數(shù)之和為31。試通過計(jì)算確定這三種元素的名稱。

B組

46.電子構(gòu)型為[Xe]4f145d76s2的元素是

A稀有氣體B過渡元素C主族元素D稀土元素

47.下列離子中最外層電子數(shù)為8的是

AGa3+BTi4+CCu+DLi+

48.下列基態(tài)原子的核外電子排布中，單電子數(shù)最多的是

A[Ar]3d94slB[Ar]3d54slC[Ar]3s23P3D

[Ar]3d54s2

49.A、B是短周期元素，最外層電子排布式分別為ms*,nsxnpx+loA與B

形成的離子化合物加蒸儲(chǔ)水溶解后可使酚隙試液變紅，同時(shí)有氣體逸出，該氣

體可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則該化合物的分子量是

A38B55C100D135

50.無機(jī)化合物甲、乙分別由三種元素組成。組成甲、乙化合物的元素的

bc2c

特征電子排布都可表示如下：asa、bsbp\CSCPo甲是一種溶解度較小的化合

物，卻可溶于乙的水溶液。由此可知甲、乙的化學(xué)式分別是、；

甲溶于乙的水溶液化學(xué)方程式

為o

51.現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為，在同一電子層上，可有s、p、d、f、g、h.....

等亞層，各亞層分別有1,3、5、……個(gè)軌道。試根據(jù)電子填入軌道的順序預(yù)

測(cè)：

(1)第8周期共有種元素；

(2)原子核外出現(xiàn)第一個(gè)6f電子的元素的原子序數(shù)是；

(3)根據(jù)“穩(wěn)定島”假說，第114號(hào)元素是一種穩(wěn)定同位素，半衰期很長(zhǎng),

可能在自然界都可以找到。試推測(cè)第114號(hào)元素屬于周期，族元

素，原子的外圍電子構(gòu)型是

52.A、B兩元素，A原子的M層和N層的電子數(shù)分別比B原子的M層

和N層的電子數(shù)少7個(gè)和4個(gè)。寫出A、B兩原子的名稱和電子排布式，并說

明推理過程。

C組

53.(1)寫出下列原子或離子的電子排布式：N、Ar、Fe、Fe2\Pr3^

(2)在這些原子或離子中含有多少未成對(duì)電子？

54.銀原子的電子構(gòu)型為[Ar]3d84s2,試判斷下一號(hào)元素Cu的電子構(gòu)型

[Ar]3d1°4s中4s電子數(shù)?

55.所有原子序數(shù)Z為奇數(shù)的原子一定至少含有一個(gè)未成對(duì)電子，試說明

原子序數(shù)為偶數(shù)的原子能含有未成對(duì)電子嗎？如果答案是肯定的，請(qǐng)?jiān)谇叭齻€(gè)

周期的元素中找出例證。

56.在第一過渡系元素(Z=21?30)中哪些原子是反磁性的？寫出它們

的電子構(gòu)型。

57.Cr的電子構(gòu)型不服從Aufbau電子排布原理，試推斷Cr實(shí)際的電子構(gòu)

型，并解釋這種異常現(xiàn)象。

58.負(fù)離子的電子構(gòu)型仍然遵循Anfbau原理，試寫出H，『和S?

一的電子構(gòu)型？

59.寫出Ni2+、Re?+和He?*的電子排布式，并判斷這些離子中的未成對(duì)電

子數(shù)是多少？

60.最先出現(xiàn)g亞層的是哪一主層，寫出它的n值和代表符號(hào)？如果你的

答案是正確的，你將會(huì)看到2/3的已知元素在此層填有電子，試說明為什么沒

有g(shù)電子？

61.如果M的下一個(gè)稀有氣體元素是能夠穩(wěn)定存在或可被人工制造的，并

假設(shè)處于基態(tài)的此元素的9個(gè)g軌道仍然沒有被電子占據(jù)，試推斷它的原子序

數(shù)？

62.在絕大多數(shù)化合物中錮系元素是以+3價(jià)態(tài)存在的，但有時(shí)在少數(shù)幾

種離子型化合物中也能發(fā)現(xiàn)Ce4+和EU2+,試用價(jià)電子構(gòu)型解釋這些離子的變價(jià)

行為？

63.五種元素的原子電子層結(jié)構(gòu)如下：

AIs22s22P63s23P63d54s2BIs22s22P63s2CIs22s22P6

DIs22s22P63s23P2EIs22sl

試問其中

(1)哪種元素是稀有氣體？

(2)哪種元素最可能生成具有催化性質(zhì)的氧化物？

(3)哪種元素的原子的第一電離能最大？

64.寫出Eu(63號(hào))、Te(52號(hào))元素原子的電子排布式。若原子核外出

現(xiàn)5g和6h五層，請(qǐng)預(yù)測(cè)第九、十周期最后一個(gè)元素原子序數(shù)和它們的電子排

布。

65.假定在下列電子的各組量子數(shù)中n正確，請(qǐng)指出哪幾種不能存在，為

什么？

(1)n=l,1=1,m—1,iris=-1o

(2)n=3,1=1,m=2,ms=+l/2o

(3)n=3,1=2,m=1,m,s——l/2o

(4)n=2,1=0,m=0,ms=0o

(5)n=2,1=-1jm=l,ms=+1/2。

(6)n=4,1=3,m=2,ms=2o

66.試用斯萊脫(Slate)規(guī)則分別計(jì)算作用于Fe的3s、3p、3d和4s電子

的有效核電荷數(shù)，這些電子所在各軌道的能量及Fe原子系統(tǒng)的能量。

67.電離Imol自由銅原子得ImolCd,需能量為746.2kJ,而由晶體銅電

離獲得ImolCu+離子僅消耗434.1kJ能量。試問：

(1)說明上述兩電離過程所需能量不同的主要原因。

(2)計(jì)算電離Imol晶體銅所需照射光的最大波長(zhǎng)。

(3)升高溫度可否大大改變上述兩電離過程所需能量之差？

68.在我們這個(gè)三維空間世界里的周期系是根據(jù)4個(gè)量子數(shù)建立的，即n

=1,2,3,....；1=0,1,…，(n—1)；mi=0,±1,±2…，±1；ms=±

l/2o如果我們搬到一個(gè)想像的“平面世界”去，那是一個(gè)二維世界，那里的周

期系根據(jù)三個(gè)量子數(shù)建立的，即n=l,2,3,……；m=0,±1,±2…，±

(n-l)；ms=±l/2o這個(gè)“平面世界”里的m所表示的意義，相當(dāng)于三維世

界中1和加二者作用(例如用它也能表示s、p、d……能級(jí))。不過，我們?cè)谄?/p>

通三維世界中的基本原理和方法對(duì)二維“平面世界”是適用的，下面幾個(gè)問題

都與這個(gè)“平面世界”有關(guān)。

(1)畫出''平面世界”周期表中前四個(gè)周期，在其中按照核電荷標(biāo)明原子

序數(shù)，并用原子序數(shù)(Z)當(dāng)作元素符號(hào)，寫出每一元素的電子構(gòu)型。

(2)現(xiàn)在研究nW3的各元素，指出與“平面世界”中每種元素相對(duì)應(yīng)的

我們?nèi)S空間中的各種元素的符號(hào)，根據(jù)這種相似性，你估計(jì)在常溫、常壓下，

哪些“二維世界”單質(zhì)是固體？哪些是液體？哪些是氣體？

(3)畫出n=2各元素的雜化軌道。在“平面世界”中的有機(jī)化學(xué)是以哪

一種元素為基礎(chǔ)的(用原子序數(shù)作元素符號(hào))？指出乙烷、乙烯和環(huán)己烷分別

與在“平面世界”中什么化合物對(duì)應(yīng)。在“平面世界”中什么樣的芳香化合物

可能存在？

(4)在這個(gè)“平面世界”中，有哪些規(guī)則和三維世界中所用的8電子和

18電子規(guī)則相當(dāng)？

(5)畫圖說明n=2的幾個(gè)“平面世界”元素的第一電離能變化趨勢(shì)。在

“平面世界”周期表中，畫出元素的電負(fù)性增長(zhǎng)方向。

l82

69.氫原子的穩(wěn)態(tài)能量由下式給出：En=2.18X10/n(J),n是主量子

數(shù)。

(1)計(jì)算(所有計(jì)算結(jié)果均要帶單位)：①第1激發(fā)態(tài)(n=2)和基態(tài)的

能量差；②第6激發(fā)態(tài)(n=7)和基態(tài)(n=l)之間的能量差。

(2)上述賴曼(Lyman)系躍遷處于什么光譜范圍？

(3)解釋由Lyman系光譜的第三條線及第6條線產(chǎn)生的光子：①能否使

處于基態(tài)的另外的氫原子電離？②能否使晶體中的銅原子電離？(銅的電子功

函數(shù)為6=7.44X10-19J)

(4)若由Lyman系光譜的第1條譜線和第6條譜線產(chǎn)生的光子能使銅晶

體電離，計(jì)算上述(3)兩種情況中從銅晶體發(fā)射出的電子的德布羅意波長(zhǎng)。(有

關(guān)常數(shù)：普朗克常數(shù)h=6.6256X1034J/S,電子質(zhì)量m(e)=9.1091X1031kg,

光速c=2.99792Xl()8m/s)

70.已知電子沿著圓環(huán)運(yùn)動(dòng)(如下圖)的勢(shì)能函數(shù)V為：

[0,r=R

loo,rRR

其Schr6dinaer方程為：一急去-H)=E“(H)

°

將變數(shù)x改成和角度中有關(guān)的函數(shù)，X=OR,解此方程

可得波函數(shù)5和相應(yīng)能量En的表達(dá)式如下：

^?=——expCin^]”為量子數(shù),〃=0,±1,±2,…

?n2h2

4一8"加肥

（1）以“h2/8n2mR2”作能量單位，作圖示出能級(jí)的高低及能級(jí)簡(jiǎn)并情況。

（2）畫出毗咤（C5H5N）和毗咯（C4H4NH）的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式。將環(huán)中的口

電子運(yùn)動(dòng)情況近似地看作如上圖所示的狀態(tài)，說明環(huán)中“鍵電子的數(shù)目，以及

它們的LUMO和HOMOo將電子從HOMO躍遷至ULUMO,哪一種化合物所需

的光的波長(zhǎng)要短些？

（3）在毗咤鹽酸鹽（C5H5NH4+?C「）中，正離子中n鍵電子數(shù)是多少？

討論為什么中性的口比咯C4H4NH能穩(wěn)定存在，而中性的C5H5NH不穩(wěn)定？

（4）聯(lián)系討論單環(huán)共粗多烯體系4m+2規(guī)則的本質(zhì)。

71.He+的某狀態(tài)函數(shù)為中=-=（二丫2-亙]exp|"-亙

4J2乃I4人_2ao_

（1）寫出該狀態(tài)的量子數(shù)n,1,m值；

（2）求算該狀態(tài)節(jié)面處的r值；

（3）計(jì)算該狀態(tài)的能量；

（4）計(jì)算該狀態(tài)的角動(dòng)量；

（5）畫出w，正和FU對(duì)r的簡(jiǎn)單示意圖。

72.氫原子光譜可見波段相鄰4條譜線的波長(zhǎng)分別為656.47,486.27,434.17

和410.29nm,試通過數(shù)學(xué)處理將話線的波數(shù)歸納成下式表示，并求出常數(shù)R和

整數(shù)n；,nz的數(shù)值。

v=R（1/ni2—l/n22）

73.按Bohr模型計(jì)算氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑（分別用原子

的折合質(zhì)量和電子的質(zhì)量計(jì)算并準(zhǔn)確到5位有效數(shù)字）和線速度。

74.對(duì)于氫原子：

（1）分別計(jì)算從第一激發(fā)態(tài)和第六激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所產(chǎn)生的光譜線的波

長(zhǎng)，說明這些譜線所屬的線系及所處的光譜范圍。

（2）上述兩譜線產(chǎn)生的光子能否使：（i）處于基態(tài)的另一氫原子電離？（ii）

金屬銅中的原子電離？（銅的功函數(shù)①cu=7.44X10-l9J）

（3）若上述兩話線所產(chǎn)生的光子能使銀晶體的電子電離，訪計(jì)算從銅晶體

表面射出的光電子的德布羅意波的波長(zhǎng)。

75.請(qǐng)通過計(jì)算說明，用氫原子從第六激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所產(chǎn)生的光子照

射長(zhǎng)度為1120Pm的線型分子H2CCHCHCHCHCHCHCH2，該分子能否產(chǎn)生吸

收光譜？若能，計(jì)算譜線的最大波長(zhǎng)；若不能，請(qǐng)?zhí)岢鰧⒉荒茏優(yōu)榭赡艿乃悸贰?/p>

76.計(jì)算氫原子的基態(tài)波函數(shù)在r=ao和r=2a（）處的比值。

77.計(jì)算氫原子的1s電子出現(xiàn)在r=100pm的球形界面內(nèi)的概率。

78.計(jì)算氫原子的積分：P")=，工廠此'sin況rdd四

作出P(r)—r圖，求P(r)=0.1時(shí)的r值，說明在該r值以內(nèi)電子出現(xiàn)的概

率是90%o

79.已知?dú)湓拥臍w一化基態(tài)波函數(shù)為；血.=<**exp[-3

(1)利用量子力學(xué)基本假設(shè)求該基態(tài)的能量和角動(dòng)量；

(2)利用維里定理求該基態(tài)的平均勢(shì)能和零點(diǎn)能。

80.已知?dú)湓拥男?=譚書七加[-方加&

472nan

試回答下列問題：

(1)原子軌道能E=?

(2)軌道角動(dòng)量1"1=?軌道磁矩1/1=?

(3)軌道角動(dòng)量M和z軸的夾角是多少度？

(4)列出計(jì)算電子離校平均距離的公式(不必算出具體的數(shù)值)。

(5)節(jié)面的個(gè)數(shù)、位置和形狀怎樣？

(6)概率密度極大值的位置在何處？

(7)畫出徑向分布示意圖。

81.對(duì)氫原子，”=Ci“2io+c必11+口圾17,所有波函數(shù)都已歸一化。請(qǐng)對(duì)W所描

述的狀態(tài)計(jì)算：

(1)能量平均值及能量為一3.4eV出現(xiàn)的概率；

(2)角動(dòng)量平均值及角動(dòng)量為后h/2”出現(xiàn)的概率；

(3)角動(dòng)量在z軸上的分量的平均值及角動(dòng)量z軸分量h/“出現(xiàn)的概率。

82.試在直角坐標(biāo)系中畫出氫原子的5種3d軌道的輪廓圖，比較這些軌道

在空間的分布，正、負(fù)號(hào)，節(jié)面及對(duì)稱性。

83.寫出He原子的Schrodinger方程，說明用中心力場(chǎng)模型解此方程時(shí)要

作哪些假設(shè)，計(jì)算其激發(fā)態(tài)(2s)1(2p)?的軌道角動(dòng)量和軌道磁矩。

84.寫出口2+離子的Schrodinger方程，說明該方程中各符號(hào)及各項(xiàng)的意義;

寫出口2+離子1s態(tài)的波函數(shù)并計(jì)算或回答：

(1)1s電子徑向分布最大值離核的距離；

(2)1s電子離核的平均距離；

(3)1s電子概率密度最大處離核的距離；

(4)比較Li2+離子的2s和2P態(tài)能量的高低；

(5)Li原子的第一電離能(按Slater屏蔽常數(shù)算有效核電荷)。

85.Li原子的3個(gè)電離能分別為h=5.39eV,L=75.64eV,I3=122.45eV,

請(qǐng)計(jì)算Li原子的Is電子結(jié)合能。

86.已知He原子的第一電高能L=24.59eV,試計(jì)算：

（1）第二電離能；

（2）基態(tài)能量；

（3）在1s軌道中兩個(gè)電子的互斥能；

（4）屏蔽常數(shù)；

（5）根據(jù)（d）所得結(jié)果求H的基態(tài)能量。

87.用Slater法計(jì)算Be原子的第一到第四電離能，將計(jì)算結(jié)果與Be的常

見氧化態(tài)聯(lián)系起來。

88.用式1=梟。計(jì)算Na原子和F原子的3s和2P軌道的有效半徑r*。

式中n和Z*分別是軌道的主量子數(shù)和該軌道上的電子所感受到的有效核電荷。

89.寫出下列原子能量最低的光譜支項(xiàng)的符號(hào)：（a）Si；（b）Mn；（c）Br；

(d)Nb；(e)Ni

90.寫出Na原子的基組態(tài)、F原子的基組態(tài)和碳原子的激發(fā)態(tài)

（Is22s22Pl3pi）存在的光譜支項(xiàng)符號(hào)。

91.基態(tài)Ni原子可能的電子組態(tài)為:（a）[Ar]3d84s2；（b）[Ar]3d94sl由

光譜實(shí)驗(yàn)確定其能量最低的光譜支項(xiàng)為3F4O試判斷它是哪種組態(tài)。

92.列式表明電負(fù)性的Pauling標(biāo)度和Mulliken標(biāo)度是怎樣定的。

93.原子吸收光譜分析較原子發(fā)射光譜分析有哪些優(yōu)缺點(diǎn)，為什么？

94.什么是X射線熒光分析？X射線怎樣分光？

95.什么是電子探針？有何優(yōu)點(diǎn)？

96.當(dāng)兩個(gè)氫原子相互靠攏時(shí)，它們的1s原子軌道相互作用形成成鍵

（bonding）分子軌道和反鍵（anti-bonding）分子軌道（下圖）:

。-----O反健

Q--Q成鍵

考慮分子的對(duì)稱性，我們可以以同樣的方式討論較復(fù)雜的原子形成分子軌

道的情況。＜

試考慮臭氧分子。3,它的形狀很像澳大利亞的飛去來器（boomerang）□按

下列坐標(biāo)安放臭氧分子中的氧原子（分子平面為yz面），并假定每個(gè)氧原子有

Is、2s、2px、2py和2Pz軌道（下圖）。

/0\j090gH

。30cyIs2s2px2py2Px

原子Oa和Oc可以用對(duì)稱性關(guān)聯(lián)起來，它們的1S軌道可以進(jìn)行對(duì)稱和反對(duì)

稱組合（下圖）：

ZXA

對(duì)稱反對(duì)稱反健

在該分子中Ob的1S軌道屬于對(duì)稱的。它可以跟由上述人

的0a和0c組合成的軌道進(jìn)行對(duì)稱性組合（但是不能跟反對(duì)/\非鍵

成鍵

稱的軌道進(jìn)行組合），形成成鍵和反鍵分子軌道，反對(duì)稱組合是非鍵

（nonbonding）的。最后三個(gè)分子軌道為如右圖所示。

（1）在答卷紙上用類似的方法構(gòu)筑由三個(gè)原子的2s軌道、三個(gè)原子的2Px

軌道、三個(gè)原子的2py軌道以及三個(gè)原子的2Pz軌道形成的分子軌道。（記?。?/p>

0a和0c首先發(fā)生對(duì)稱的和反對(duì)稱的組合）

（2）現(xiàn)在我們可以按能級(jí)從低到高的順序重新安排這些分子軌道。這樣做

也可以構(gòu)筑其他三原子分子軌道。這些軌道的能量在彎曲的三原子分子（如臭

氧）里與線形分子（如二氧化碳）里是不同的。軌道能級(jí)的變

化可以用答卷紙上的XY型分子的“Walsh圖”（下圖）表示。0

該圖給出了每一個(gè)軌道的能量隨Y—X—Y角度的變化而發(fā)生6由

的變化。各軌道的對(duì)稱性用下角標(biāo)表示?！?

在Walsh圖中的6al軌道如右圖所示。

原子軌道分子軌道

大

，5b2

；

，

?<

;74

.〈

/

/〈

次

<〈

〈

r〈

孫l

j〈

l

l〈

〈

2PX〈

25S2d

:〈3al

k

r〈

2al

j〈

l電

l〈

XY2分子的Walsh圖

當(dāng)鍵角由90°變?yōu)?80°時(shí)，為什么6al軌道的能量增加得如此迅速？從

下面選擇一個(gè)答案。

A因?yàn)橼A特征降低B因?yàn)榉存I特征增加

CA和B都成立D因?yàn)檐壍乐丿B減少

（3）只有占有電子的分子軌道才影響分子的幾何構(gòu)型。充滿電子的軌道比

只有一個(gè)電子的軌道對(duì)分子構(gòu)型的影響更大。例如，。3有24個(gè)電子，鍵角為

135°,一直到6ai的所有軌道都充滿電子。因此，考慮到空間排斥作用，即4b2、

la2和6al軌道的能量對(duì)比和立體排斥作用，臭氧分子最低能量的幾何構(gòu)型有可

能傾向于靠近Walsh圖的左側(cè)，這與實(shí)驗(yàn)測(cè)定的鍵角116°相吻合。

參考Walsh圖寫出在鍵角為135°時(shí)，B02、C02>NO2和FCh最高占據(jù)軌

道的對(duì)稱性符號(hào)。

ChBO?CO?NO?FO?

6al24e_________

(4)BO2、82和。3的實(shí)測(cè)鍵角分別為180。、180°和116°,應(yīng)用答

卷紙上的圖預(yù)測(cè)NO2和FO2比03彎曲程度大還是小。從下面選擇一個(gè)答案。

ANO2的彎曲程度大于O3，而FO2比。3更彎曲。

BNO2比。3更彎曲，而FO2不如。3彎曲。

CNO2不如。3彎曲，而FO2也不如。3彎曲。

DNO2不如。3彎曲，而FO2比。3更彎曲。

中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽試題資源庫(kù)一一原子結(jié)構(gòu)

A組

97.原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了

A原子的質(zhì)量數(shù)B核外電子數(shù)C核電荷數(shù)D核內(nèi)中子

數(shù)

98.元素的種類和原子的種類

A前者大B后者大C相等D不能確定

99.符號(hào):;C1中左上角的“35”代表

A元素的質(zhì)量數(shù)B同位素的質(zhì)量數(shù)

C元素的平均原子量D元素的近似原子量

100.核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同，核外電子數(shù)相同的兩種微粒，它們可能是

A同種元素的兩種離子B同種元素的原子和離子

C不同元素的離子D不同元素的原子

101.核外電子數(shù)相等的兩個(gè)原子，它們之間的關(guān)系是

A質(zhì)量數(shù)一定相等B互稱為同位素

C一定是同種原子D分別組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)一定相等

102.用化學(xué)方法不能實(shí)現(xiàn)的是

A生成一種新分子B生成一種新離子

C生成一種新核素D生成一種新單質(zhì)

103.兩種微粒的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都相等，它們不可能是

A一種陽離子和一種陰離子B一種單質(zhì)分子和一種化合物分子

C一種分子和一種離子D一種原子和一種分子

104.道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起到很大作用。他的學(xué)說中，包含有下述三個(gè)

論點(diǎn)：①原子是不能再分的粒子；②同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；

③原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為這三個(gè)論點(diǎn)中，不確切的

是

A只有③B只有①、③C只有②、③D有①、②、③

105.下列關(guān)于原子的幾種描述中，不正確的是

A18。與19F具有相同的中子數(shù)B16。與17。具有相同的電子數(shù)

C12c與13c具有相同的質(zhì)量數(shù)DI5N與MN具有相同的質(zhì)子數(shù)

106.下列有關(guān)原子的敘述中，正確的是

A保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒B構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒

C不能再分的最小微粒D化學(xué)變化中的最小微粒

107.下列有關(guān)陽離子的說法中錯(cuò)誤的是

①陽離子都是由金屬原子失去電子而形成的②非金屬原子也能形成陽離

子

③合陽離子的物質(zhì)一定含有陰離子④陽離子都是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不會(huì)再失去

電子

A①②④B②③④C①②③D①③④

108.元素R核電荷數(shù)為16,原子的質(zhì)量數(shù)32,則R離子應(yīng)包含

A16e\16Z、16NB18e\16Z、16N

C18e，18Z、16ND16e，16Z、18N

109.若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)

的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對(duì)嗡Th的原子來說

Ax=90y=90z=234Bx=90y=90z=144

Cx=144y=144z=90Dx=234y=234z=324

110.分析發(fā)現(xiàn)，某隕石中含有半衰期極短的鎂的一種放射性同位素28Mg,

該同位素的原子核內(nèi)的中子數(shù)是

A12B14C16D18

111.居里夫人發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳（噌Ra）,該元素含有的中子數(shù)為

A88B138C226D314

112.我國(guó)首座秦山核電站所用的核燃料是鈾一235的氧化物話aUO2,

Imol此氧化物所含有的中子數(shù)目是阿伏加德羅常數(shù)的

A143倍B243倍C151倍D159倍

113.我國(guó)科學(xué)工作者在世界上首次發(fā)現(xiàn)銷的一種新同位素用Pt,下列說

法正確的是

A嘴pt的相對(duì)原子質(zhì)量為202BPt的原子質(zhì)量為202

C伯元素的質(zhì)量數(shù)為202DR的原子核內(nèi)有124個(gè)中子

114.據(jù)最新報(bào)道，放射性同位素欽喘Ho可有效地治療肝癌。該同位素原

子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是

A32B67C99D166

115.最新科技報(bào)導(dǎo),美國(guó)夏威夷聯(lián)合天文中心的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了新型氫微粒,

這種微粒是由3個(gè)氫原子核（只含質(zhì)子）和2個(gè)電子構(gòu)成，對(duì)這種微粒，下列

說法正確的是

A是氫的一種新的同素異形體B是氫的一種新的同位素

C它的組成可用H3表示D它比一個(gè)普通H2分子多一個(gè)氫原

子核

116.2001年初，利用制造原子彈的核廢料238U（原子序數(shù)為92）制成的

貧鈾彈在歐洲鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。下列有關(guān)238U的說法，不正確的是

A238U具有放射性B238U的原子質(zhì)量約為12c的238倍

C238U原子核內(nèi)有146個(gè)中子D238U是U元素的一種同位素

117.97年伊始，我國(guó)宣布在世界上首次合成宵Gd（錢），這是原子核物

理領(lǐng)域中的重要成果。下列敘述中，正確的是

AGd元素的相對(duì)原子質(zhì)量是135B其原子的質(zhì)量是12c質(zhì)量的135

倍

C其中子數(shù)是71D其核外電子數(shù)是71

118.2004年2月1日俄羅斯和美國(guó)同時(shí)宣布，成功合成了113和115號(hào)

新元素。已知115號(hào)元素的一種核素為289X,下列有關(guān)113號(hào)、115號(hào)元素的

有關(guān)敘述正確的是

A113號(hào)元素位于周期表第八周期

B該115號(hào)的元素的這種核素中，中子數(shù)與電子數(shù)之差為174

C該115號(hào)元素原子與碳一12原子質(zhì)量之比為115：12

D115號(hào)元素可顯+5價(jià)

119.已知某非金屬元素R的氣態(tài)氫化物的分子式為RHm,它的最高價(jià)氧

化物對(duì)應(yīng)的水化物的分子中有b個(gè)氧原子，則這種酸的分子式為

AH2b-8+mR0bBH2b-8-n】RObCHg-m-2bRObDHm+8+

2bROb

120.在以下四種物質(zhì)中①28g一氧化碳（[C]O）②28g氮?dú)?Na）

③26g乙煥「沁色）④28g硅所含微粒數(shù)相同的是

A分子數(shù)B原子數(shù)C中子數(shù)D電子數(shù)

121.下列說法中，正確的是

①金剛石、石墨是碳的兩種同位素②金剛石、石墨是碳的兩種單質(zhì)

③金剛石、石墨是碳的兩種元素④金剛石、石墨互稱為碳的同素異形

體

A只有④B只有②④C只有①②D只有③④

122.由相同的兩種元素組成的四種粒子，Imol粒子內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別是9NA、

IONA、IINA、18NA（NA表示阿伏加德羅常數(shù)），則這四種粒子的化學(xué)式分別

是—、—、—、一（依上述順序）

123.已知A、B、C、D可形成多種化合物，若A、B、C、D的原子個(gè)數(shù)

比為4：1：2：1,則該化合物的分子式為；該化合物是一種常見的化

肥，通常稱為;若A、B、C、D原子個(gè)數(shù)比為7：2：1：2,且化合物

分子量為77,該化合物既能與鹽酸反應(yīng)，又能與燒堿反應(yīng)，則它的名稱

為O

B組

124.法國(guó)里昂的科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個(gè)中子構(gòu)成的粒子，這種粒子

稱為“四中子”，也有人稱之為“零號(hào)元素”。下列有關(guān)“四中子”粒子的說法

不正確的是

A該粒子不顯電性B該粒子質(zhì)量數(shù)為4

C在周期表中與氫元素占同一位置D該粒子質(zhì)量比氫原子大

125.“原子結(jié)構(gòu)模型”是科學(xué)家根據(jù)自己的認(rèn)識(shí)，對(duì)原子結(jié)構(gòu)的形象描摹,

一種模型代表了人類某一階段對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的描摹，按

現(xiàn)代向過去順序排列為：電子云模型、玻爾原子模型、盧瑟福原子模型、原

子模型、原子模型。則橫線內(nèi)兩位化學(xué)家是

A阿伏加德羅、湯姆生B道爾頓、拉瓦錫

C舍勒、普利斯特里D湯姆生、道爾頓

126.核磁共振（NMR）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和醫(yī)學(xué)診

斷等高科技領(lǐng)域。已知只有質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)的原子核有NMR現(xiàn)象。試

判斷下列哪組原子均可產(chǎn)生NMR現(xiàn)象

l8

AO31PH9Sn

B27A1I9Fl2C

C元素周期表中IIIA族所有元素的原子

D元素周期表中第三周期所有元素的原子

127.以DID、mp、mN分別表示笊核、質(zhì)子、中子的質(zhì)量，則

AmD=mp+rriNBmD=mp+2mNCmo>mp+mNDHID

Vmp+mN

128.自英國(guó)科學(xué)家狄拉克提出反粒子存在的預(yù)言，人類開始在茫茫宇宙中

尋找反物質(zhì)的例證。后又聚焦于反物質(zhì)的合成研究。1997年人類首次合成了9

個(gè)反氫原子。2002年是人類合成反物質(zhì)的豐收年，合成了5萬個(gè)反氫原子，也

是對(duì)狄拉克誕辰100周年祭典的一份厚禮。你認(rèn)為反氫原子的組成應(yīng)該為

A由1個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的電子構(gòu)成

B由1個(gè)帶正電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成

C由1個(gè)不帶電荷的中子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成

D由1個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成

129.分子和離子都是微觀粒子，1996年，科學(xué)家終于在宇宙深處發(fā)現(xiàn)了

早在30年前就預(yù)言應(yīng)當(dāng)存在的一種微粒，這種微觀粒子由3個(gè)氫原子核和2

個(gè)電子組成，它的化學(xué)式是o

130.揭示原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的奧秘，有助于理解我們所處的物質(zhì)世界。

（1）右表中元素f的氫化物的電子式是

a

，此氫化物的熱穩(wěn)定性比元素g的氫化物

bCde

的熱穩(wěn)定性（填“強(qiáng)”或“弱”），元素f和g

g

的性質(zhì)有一定的變化規(guī)律，與其原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。一土巾加土f.

（2）某元素原子共有3種能量不同的電子，核外兀素周期表（短周期局部）

電子占有的軌道總數(shù)是4個(gè)，該元素是（填編號(hào)）。該元素有多種同位

素，在科學(xué)上均有重要的應(yīng)用，任寫出其中一種用途

（3）。粒子是（填編號(hào)）原子所形成的一種離子，1909年，盧

瑟福等人用。粒子做了著名的實(shí)驗(yàn)，從而提出原子結(jié)構(gòu)的行星模型，下列選項(xiàng)

（4）古代哲學(xué)家們也形成了不少有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的觀點(diǎn)。例如，我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)

期的惠施認(rèn)為物質(zhì)是無限可分的；而同時(shí)期的墨子則認(rèn)為如果物質(zhì)不存在被分

割的條件，物質(zhì)就不能被無限分割。惠施的觀點(diǎn)可用下圖表示：1------------'

I__________II_______I.............

請(qǐng)你用相同的圖示方法表示墨子的觀點(diǎn)：

131.現(xiàn)有aA、bB、cC、dD、eE五種短周期元素，它們都是生命體不可缺

少的重要元素已知它們的原子序數(shù)有如下關(guān)系：a+b=c,a+c=d,c+d=e,

B、D、E都有多種同素異形體。B的化合物種類與A的化合物種類何者更多，

目前學(xué)術(shù)界還有爭(zhēng)議，但有一點(diǎn)是肯定的，那就是沒有第三種元素的化合物種

數(shù)會(huì)超出它們。根據(jù)以上信息回答下列有關(guān)問題：

(1)請(qǐng)比較B2A4、C2A4、E2A4三種化合物的沸點(diǎn)由高到低的順

序。

(2)從給定的元素中選出若干種組成化合物，寫出相對(duì)分子質(zhì)量最小的離

子化合物的化學(xué)式；

(3)從題中元素為選擇對(duì)象，寫出不少于三種炸藥的化學(xué)式或名

稱。、、。

(4)有人設(shè)想某種分子式為C4N4O8的物質(zhì)(該物質(zhì)中同種原子的化學(xué)環(huán)

境完全相同)是一種威力極強(qiáng)的炸藥，請(qǐng)推測(cè)它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

132.目前，科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒

子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電

荷的符號(hào)相反。2002年9月20日，歐洲核子研究中心成功制造出約5萬個(gè)低

能量狀態(tài)的反氫原子，這是人類首次在受控條件下大批量制造反物質(zhì)。試回答：

(1)科學(xué)家制造出的反氫原子的質(zhì)量數(shù)為，電荷數(shù)

為O

(2)一對(duì)正、負(fù)電子相遇發(fā)生湮滅，轉(zhuǎn)化為一對(duì)頻率相同的光子，已知電

子質(zhì)量為0.9Xl(F30kg,那么這對(duì)電子湮滅時(shí)釋放的能量是J,這

兩個(gè)光子的頻率約為Hzo(保留2位有效數(shù)字，普朗克常數(shù)h

=6.63X10-34JS)

(3)反物質(zhì)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可表示為：

133.目前，科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒

子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電

荷的符號(hào)相反。試回答：

(1)若有反a粒子，它的質(zhì)量數(shù)為,電荷數(shù)為o

(2)如果有該反a粒子轟擊反12c原子，得到反H原子，寫出該核反應(yīng)

方程式：