【化学竞赛试题】第一章 第1节原子结构

第1节 原子结构模型【自学目标】1了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态；2知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子，并了解其应用。3了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律。4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型方法在探索原子结构中的应用。5.知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。【自学助手】1、原子结构理论发展史：1803年提出原子是一个“实心球体”的是英国化学家 ，1903年汤姆逊提出原子结构的“ ”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的 模型，1913年玻尔提出 的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的 模型已成为现代化学的理论基础。2光谱分为 和 ，氢原子光谱为 。为了解释原子的稳定性和 的实验事实，丹麦科学家波尔在 原子模型的基础上提出了 的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自 在不同能量的 上的跃迁，而电子所处的 的能量是 。3.核外电子的运动状态是由 四个量子数决定的。其中，主量子数n的取值为 ，对应的符号为 ，n越大，表明电子离核的平均距离 、能量 ，因此将n值所表示的电子运动状态称为 。在多电子原子中，角量子数l与 一起决定着原子轨道的能量，若两个电子所取的n、 l值均相同，就表明这两个电子具有 。 对于确定的n值，l的取值共 个，分别是 ，对应的符号为 ，在一个电子层中，l 有多少个取值，就表示该电子层有多少个不同的 （也称亚层）。对每一个确定的l，m值可取 ，共 个值；处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有 种，分别用 来表示。一旦确定了n、 l和m，就确定了 即原子轨道，再加上 ，即可完整描述原子中的电子运动状态。4. 4p轨道的主量子数为 ，角量子数为 ，该亚层的轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。【思维点拨】【例题1】下列各电子层中不包含d亚层的是AN电子层 BM电子层 CL电子层 DK电子层【解答】本题考查学生对四个量子数的掌握情况。在一个多电子的原子中，若两个电子所占据原子轨道的n、l相同，就表明这两个电子具有相同的能量，我们就用电子亚层(或能级)来表达n、l相同电子运动状态。对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3、(n-1)，对应符号为s、p、d、f。所以，当n1(K电子层)时，l0，即为s亚层；当n2(L电子层)时，l0，1，即为s亚层和p亚层；当n3(M电子层)时，l0，1，2，即为s亚层、p亚层和d亚层；当n4(N电子层)时，l0，1，2，3，即为s亚层、p亚层、d亚层和f亚层。【答案】CD【例题2】下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？(1) s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走字形。(2) 主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。(3) 主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。【解答】本题是涉及电子云及量子数的概念题。必须从基本概念出发，判断正误。 (1)不正确，因为电子运动并无固定轨道。应改为：s电子在核外运动电子云图像或概率分布呈球型对称，其剖面图是个圆。而p电子云图或概率分布呈哑铃型，其剖面图是形。(2)不正确，因为n1，l0，m0，只有一个1s原子轨道。应改为主量子数为1时，在1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。(3)不正确，因为n3时，l只能取0、1、2，所以没有3f。另外3s、3p、3d的电子云形状不同，3p还有m0、1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有m0、1、2五种空间取向，有5个原子轨道。因此应改为：主量子数为3时，有9个原子轨道。【自我检测】1下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 （ ）AK层 BL层 CM层 DN层2下列关于电子云的说法不正确的是( )A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念;B. 电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度C. 电子云有多种图形,黑点图只是其中一种;D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动,故称为电子云.3描述一确定的原子轨道（即一个空间运动状态），需用以下参数 （ ）A. n、l B. n、l、m C. n、l、m 、ms D. 只需n4n4时，m的最大取值为 （ ）A. 4 B. 4 C. 3 D. 05原子中电子的描述不可能的量子数组合是 （ ）A. 1，0，0， B. 3，1，1， C. 2，2，0， D. 4，3，3，6多电子原子中，在主量子数为n，角量子数为l的能级上，原子轨道数为（ ）A. 2l1 B. n1 C. nl1 D. 2l17玻尔理论不能解释 （ ）A. H原子光谱为线状光谱B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量-电磁波C. H原子的可见光区谱线D. H原子光谱的精细结构8 P轨道电子云形状正确叙述为( )A. 球形对称; B. 对顶双球; C. 极大值在X.Y.Z轴上的纺锤形; D. 互相垂直的梅花瓣形.9首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是（ ）A. 道尔顿 B. 爱因斯坦 C. 玻尔 D. 普朗克10在多电子原子中，具有自下列各组量子数的电子中能量最高的是 （ ）A3，2，1， B2，1，1， C3，1，0， D3，1，1，113d能级中原子轨道的主量子数为 ，角量子数为 ，该能级的原子轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。12写出具有下列指定量子数的原子轨道符号： n2，l1 ； n3，l0 ； n5，l2 ； n4，l3 。13原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的? （ ）A. n3，l1，m1 B. n3，l1，m2C. n2，l2，m1 D. n6，l0，m014关于下列对四个量子数的说法正确的是( )A. 电子的自旋量子数是,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l152p轨道的磁量子数可能有（ ）A. 1，2 B. 0，1，2 C. 1，2，3 D. 0，1，116 n. l.m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( )A. 数目 B. 形状 C. 能量 D.