结构化学练习之原子结构习题附参考答案.doc

原子结构习题一、填空题（在划线处填上正确答案）2101、在直角坐标系下，Li2+ 的Schrdinger 方程为_ 。 2102、已知类氢离子 He+的某一状态波函数为： 则此状态的能量为 ， 此状态的角动量的平方值为 ， 此状态角动量在 z 方向的分量为 ， 此状态的 n， l， m 值分别为 ， 此状态角度分布的节面数为 。 2103、写出 Be 原子的 Schrdinger 方程 。2104、已知类氢离子 He+的某一状态波函数为 Y= 则此状态最大概率密度处的 r 值为 ， 此状态最大概率密度处的径向分布函数值为 ， 此状态径向分布函数最大处的 r 值为 。2105、原子轨道是原子中的单电子波函数， 每个原子轨道只能容纳 _个电子。2106、H 原子的可以写作三个函数的乘积，这三个函数分别由量子数 (a) ，(b)， (c) 来规定。 2107、给出类 H 原子波函数 的量子数 n ，l 和 m 。 2108、H 原子 3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值 。 2109、氢原子的波函数 其中 都是归一化的。那么波函数所描述状态的能量平均值为（a），角动量出现在 的概率是（b），角动量 z 分量的平均值为（c）。2110、氢原子中，归一化波函数 （ 都是归一化的 ）所描述的状态， 其能量平均值是 （a）R， 能量 -R/4 出现的概率是（b），角动量平均值是（c）， 角动量出现的概率是（d），角动量 z 分量的平均值是（e），角动量 z 分量出现的概率是（f ）。 2111、氢原子波函数中是算符的本征函数是（a），算符的本征函数有（b），算符的本征函数有（c）。 2112、若一原子轨道的磁量子数为 m = 0， 主量子数 n3， 则可能的轨道为_。 2113、氢原子处于定态时的能量为（a） eV， 原子轨道只与变量（b）有关， 与（c）相同的简并态 。 2114、氢原子中的电子处于状态时，电子的能量为（a）eV， 轨道角动量为（b） ， 轨道角动量与 z 轴或磁场方向的夹角为（c）。 2115、氢原子波函数的径向部分节面数 （a） ，角度部分节面数 （b） 。 2116、原子轨道的径向部分R(r)与径向分布函数的关系是（a）。用公式表示电子出现在半径r=a0、厚度为100pm的球壳内的概率为（b）。2117、基态H原子单位体积中电子出现概率最大值在（a）； 单位厚度的球壳体积中电子出现概率最大值在（b）。 2118、氢原子处于态的电子波函数总共有（a）个节面，电子的能量为（b）eV，电子运动的轨道角动量大小（c），角动量与 z 轴的夹角为（d）。 2119、有一类氢离子波函数，已知共有两个节面，一个是球面形的，另一个是xoy 平面。则这个波函数的 n，l，m 分别为（a），（b），（c）。2120、设氢原子中电子处在激发态 2s 轨道时能量为E1， 氦原子处在第一激发态 1s12s1时的2s电子能量为E2，氦离子He+ 激发态一个电子处于 2s 轨道时能量为E3， 请写出E1，E2，E3的从大到小顺序 。 2121、量子数为 L 和 S 的一个谱项有（a）个微观状态。1D2 有（）个微观状态。2122、写出 V 原子的能量最低的光谱支项。( V 原子序数 23 ) _。2123、Cl 原子的电子组态为 Ne 3s23p5， 它的能量最低的光谱支项为_.2124、请完成下列表格 Z (原子序数)24294441基组态能量最低的谱项5F6D能量最低的光谱支项2125、多电子原子的一个光谱支项为 3D2， 在此光谱支项所表征的状态中，原子的总轨道角动量等于（a）； 原子总自旋角动量等于（b）；原子总角动量等于（c）； 在磁场中 ， 此光谱支项分裂出（d）个蔡曼 ( Zeeman ) 能级 。 2126、Ti 原子 (Z = 22) 基态时能量最低的光谱支项为 _ 。 2127、写出下列原子基态时的能量最低的光谱支项： (1) Be ( Z = 4 ) (2) C ( Z = 6 ) (3) O ( Z = 8 ) (4) Cl ( Z = 17 ) (5) V ( Z = 23 ) ( ) 2128、写出基态 S， V 原子的能量最低的光谱支项 。 ( 原子序数 S： 16 ； V： 23 ) 2129、求下列原子组态的可能的光谱支项。 (1) Li 1s22s1 (2) Na 1s22s22p63p1 (3) Sc 1s22s22p63s23p64s23d1 (4) Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5 2130、写出基态 Fe 原子 (Z=26) 的能级最低的光谱支项 。 2131、Co3+ 和 Ni3+ 的电子组态分别是 Ar3d6和 Ar3d7，预测它们的能量最低光谱支项 ， 。 2132、氢原子分别属于能级 ：(1) -R ， (2) -R/9 ， (3) -R/25 的简并度为： ， ， 。 2133、对ns1ns1组态，其总自旋角动量可为（a），其总自旋角动量 z 分量可为（b），总自旋角动量与 z 轴可能的夹角为（c）。 2134、H 原子(气态)的电离能为 13.6 eV， He+(气态)的电离能为 _ eV。 2135、Li 原子基组态的光谱项和光谱支项为 _ 。2136、描述单电子原子运动状态的量子数 ( 不考虑自旋轨道相互作用 )是_ 。 2137、在一定的电子组态下，描述多电子原子运动状态的量子数 ( 考虑自旋轨道相互作用 ) 是 _ 。 2138、1eV 的能量是指_。 1a.u. (原子单位) 的长度为_。 1a.u.(原子单位) 的质量为_。 1a.u. (原子单位) 的电荷为_。 1a.u. (原子单位) 的能量为_。 1a.u. (原子单位) 的角动量为_。 2139、在径向分布函数图(D(r)r) 中，ns原子轨道有（a）个节点，nd则有（b）个节点，两者不同是因为（c）。 2140、对氢原子 1s 态： (1) 在 r 为_处有最高值； (2) 径向分布函数 在 r 为_处有极大值；(3) 电子由 1s 态跃迁至 3d 态所需能量为_。 2141、B 原子基态时最稳定的光谱支项为2P3/2，则 Cl 原子基态时最稳定的光谱支项为_。 2142、氢原子在 r=a0和 r=2a0处的比值为_。 2143、4f轨道有 个径向节面？ 角度节面？ 总节面数？ 2144、两个原子轨道和互相正交的数学表达式为_。2145、某多电子原子的一个光谱支项为3D2。在此光谱支项所表征的的状态中，原子的轨道角动量为_，原子的自旋角动量为_，原子的总角动量为_，在外磁场作用下，该光谱支项将分裂为_个微观状态。2146、量子数为L和S的一个谱项有多少个微观状态 ？二、选择填空题（选择正确的答案填在后面的括号内）2201、已知= = ，其中皆已归一化，则下列式中哪些成立？（） (A) ; (B); (C); (D) 2202、对氢原子方程求解，以下叙述何者有错？（） (A) 可得复数解 (B) 根据归一化条件数解，可得 A=(1/2)1/2 (C) 根据函数的单值性，可确定 m= 0，1，2，l (D) 由方程复数解线性组合可得实数解 2203、氢原子处于状态时，电子的角动量- ( ) (A)在 x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为 1； (B)在 x 轴上的投影有确定值， 其确定值为 1 (C)在 x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为 0 ； (D)在 x 轴上的投影有确定值， 其值为 02204、氢原子处于状态时， 电子的角动量- ( ) (A)在 x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为 0 (B)在 x 轴上的投影没有确定值， 其平均值为 1 (C)在 x 轴上的投影有确定值， 其确定值为 0 (D)在 x 轴上的投影有确定值， 其确定值为 1 2205、H 原子3d状态的轨道角动量沿磁场方向有几个分量- ( ) (A) 5； (B) 4； (C) 3 ； (D) 2 2206、H 原子的s轨道的角动量为 - ( ) (A) ； (B) (C) 0； (D) - 2207、已知径向分布函数为D(r)，则电子出现在内径r1= x nm， 厚度为 1 nm 的球壳内的概率P为- ( )(A) P = D(x+1)-D(x) ；(B) P = D(x) ；(C) P = D(x+1) ；(D) 2208、原子的电子云形状应该用 _ 来作图。 (A) Y2 ； (B) R2 ； (C) D2 ； (D) R2Y2 2209、径向分布函数是指 - ( ) (A) R2 ； (B) R2dr； (C) r2R2 ； (D) r2R2dr 2210、对r画图，得到的曲线有：- ( ) (A) n 个节点 ； (B) (n+1) 个节点 ； (C) (n-1) 个节点； (D) (n+2) 个节点 2211、(r)-r 图中，R= 0称为节点，节点数有：- ( ) (A) (n-l) 个； (B) (n-l-1) 个 ； (C) (n-l+1) 个； (D) (n-l-2) 个 2212、已知 He+处于 状态， 则下列结论何者正确？-( ) (A) E = -R/9 ；（B）简并度为 1；(C) 径向分布函数的峰只有一个 ；(D) 以上三个答案都不正确 2213、电子在核附近有非零概率密度的原子轨道是： - ( ) （）； （）； （）； （）2214、Be2+ 的 3s 和 3p 轨道的能量是 ： - ( ) (A) E(3p) E(3s)； (B)E(3p) E(3s) ； (C) E(3p) = E(3s) 2215、试比较哪一个原子的 2s 电子的能量高？- ( ) (A) H 中的 2s 电子； (B) He+中的 2s 电子 ； (C) He ( 1s12s1 ) 中的 2s 电子 2216、在多电子原子体系中， 采用中心力场近似的可以写为：- ( )； 2217、Mg (1s22s22p63s13p1) 的光谱项是：_ 。 (A) 3P，3S ；(B) 3P，1S ； (C) 1P，1S ； (D) 3P，1P 2218、组态为 s1d1的光谱支项共有：- ( ) (A) 3 项； (B) 5 项 ； (C) 2 项 ； (D) 4 项 2219、He 原子光谱项不可能是： - ( ) (A) 1S ； (B) 1P； (C) 2P ； (D) 3P ； (E) 1D 2220、基态 Ni 原子可能的电子排布为： (A) 1s22s22p63s23p63d84s2 ；(B) 1s22s22p63s23p63d94s1 由光谱实验确定其能量最低的光谱支项为 3F4，试判断它是哪种排布？- ( )2221、s1p2组态的能量最低的光谱支项是：- ( ) (A) 4P1/2 ； (B) 4P5/2 ； (C) 4D7/2 ； (D) 4D1/2 2222、已知 Ru 和 Pd 的原子序数分别为 44 和 46 ， 其能量最低的光谱支项分别是 5F5和 1S0，则这两个原子的价电子组态应为哪一组？ ABCDERus2d6s2d6s2d6s1d7s1d7Pds2d8s1d9s0d10s0d10s2d82223、钠原子的基组态是3s1，激发组态为 ns1(n4)，np1(n3)，nd1(n3)，试问钠原产生下列哪条谱线？ (A) 2D3/2 2S3/2 ； (B) 2P2 3D2 ； (C) 2P3/2 2S1/2 ； (D) 1P1 1S0 2224、三价铍离子 ( Be3+ ) 的 1s 轨道能应为多少 -R ? - ( ) (A) 13.6 ； (B) 1 ； (C) 16 ； (D) 4 ； (E) 0.5 2225、银原子光谱的特征峰为双峰是因为：- ( ) (A) 自旋自旋偶合 ； (B) 自旋轨道偶合； (C) 轨道轨道偶合； (D) 有不同价态的银 2226、在 s 轨道上运动的一个电子的总角动量为： - ( ) (A) 0 ； (B) ； (C) ； (D) 2227、用来表示核外某电子运动状态的下列各组量子数 ( n，l，m，ms)中，合理的是：- ( ) (A) ( 2， 1， 0， 0 )； (B) ( 0， 0， 0， 1/2 ) ； (C) ( 3， 1， 2， 1/2 ) (D) ( 2， 1， -1， -1/2 ) ； (E) ( 1， 2， 0， 1/2 ) 2228、对于单电子原子， 在无外场时， 能量相同的轨道数是：- ( ) (A) n2 ； (B) 2(l+1) ； (C) 2l+1； (D) n-1； (E) n-l-1 2229、处于原子轨道中的电子， 其轨道角动量向量与外磁场方向的夹角是：- ( ) (A) 0 (B) 35.5 (C) 45 2230、已知一个电子的量子数 n， l， j， m分别为 2，1，3/2，3/2，则该电子的总角动量在磁场方向的分量为：- ( ) (A) ； (B) ； (C) ； (D) 设在球坐标系中，2231、玻尔磁子是哪一种物理量的单位：- ( ) (A) 磁场强度 ； (B) 电子在磁场中的能量； (C) 电子磁矩 ； (D) 核磁矩 2232、基态钠原子的价层电子组态为3s1，其激发态可为ns1(n4)，np1(n3)，nd1(n3)，nf1(n4)，问下列各种跃迁中，哪个是允许的跃迁？- ( )(A) 2D3/2 2S1/2 ； (B) 3P2 3D2 ； (C) 2F7/2 2D5/2 ； (D) 1P1 1S0 2233、对氢原子基态的Y函数，下列结论哪个是错误的：-( ) (A) ； (B) ；(C) ； (D) 2234、已知，Y是归一化的，下列等式中哪个是正确的：-( ) (A) ； (B) ； (C) ； (D) 2235、对于氢原子的ns态，下列哪个是正确的：-( ) (A) ； (B) ； (C)； (D) 2236、就氢原子波函数和两状态的图像，下列说法错误的是：-( ) (A)原子轨道的角度分布图相同； (B)电子云图相同 ； (C)径向分布图不同； (D)界面图不同 2237、钪原子(Sc)的电子排布为Ar3d14s2，这是根据：(A) ； (B)； (C)使体系总能量保持最低； (D)轨道能高低次序 2238、原子单位质量是：-( ) (A) 1.6kg； (B) 0.91kg ； (C) 1.6kg ； (D) 0.91kg 2239、已知氢原子处于态，则在0r球面内电子出现的概率为：- ( )(A)； (B)；(C)； (D (E)2240、Cu的光谱基项为2S1/2，则它的价电子组态为哪一个？- ( )（A）s1d10 ；（B）s2d9 ；（C）s2d10 ；（D）s1d9 ； (E) s2d8三、是非题（在正确的题号后画，错误的题号后画）2301、在多电子原子中， 单个电子的动能算符均为所以每个电子的动能都是相等的。 2302、原子轨道是指原子中的单电子波函数，所以一个原子轨道只能容纳一个电子。2303、求解氢原子的Schrdinger 方程能自然得到 n， l， m， ms四个量子数。 2304、解H原子方程式时，由于波函数要满足连续条件，所以只能为整数。2305、分别为：。2306、2px、2py、2pz 是简并轨道，它们分别可用三个量子数表示： 2px： (n=2， l=1， m=+1) 2py： (n=2， l=1， m=-1) 2pz： (n=2， l=1， m=0 ) 2307、对单电子原子来说， 角量子数 l 确定后， 它的轨道角动量矢量是能够完全确定的。 2308、在原子中，磁量子数m相同的原子轨道角动量的大小不一定相同。2309、在单电子原子中，磁量子数m相同的轨道，其角动量的大小必然相等。2310、已知氢原子2pz电子云的角度分布图为相切于原点的两球面。下列说法正确者在括号内画 ， 错者画 。 （1）电子出现在该曲面(即两球面，下同)上任意两点的概率密度相等平