2025年原子结构测试题及答案

2025年原子结构测试题及答案一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个正确选项）1.下列关于量子数的描述中，错误的是（）A.主量子数n决定电子离核的平均距离和能级的主要能量B.角量子数l决定原子轨道的形状，其取值为0到n-1的整数C.磁量子数m决定原子轨道在空间的伸展方向，其取值为0到l的整数D.自旋量子数ms描述电子的自旋方向，取值为+1/2或-1/22.某原子的电子排布式为[Ar]3d⁶4s²，该原子的价电子数为（）A.2B.6C.8D.103.下列原子轨道中，能量最高的是（）A.4sB.3dC.4pD.5s4.基态Cr原子的电子排布式正确的是（）A.[Ar]3d⁴4s²B.[Ar]3d⁵4s¹C.[Ar]3d⁶4s⁰D.[Ar]3d³4s³5.下列元素中，第一电离能最大的是（）A.NaB.MgC.AlD.Si6.下列关于p轨道的描述，正确的是（）A.1p轨道存在，形状为哑铃形B.2p轨道有3个等价轨道，分别沿x、y、z轴方向伸展C.3p轨道的能量高于3s轨道，且电子云密度最大区域离核更近D.所有p轨道的角度分布图均为“8”字形，无正负号区分7.某元素原子的最外层电子排布为4s²4p³，该元素在周期表中的位置是（）A.第4周期ⅢA族B.第4周期ⅤA族C.第3周期ⅤA族D.第4周期ⅦA族8.下列关于电子云的说法中，错误的是（）A.电子云是电子在核外空间出现概率密度的形象化描述B.黑点密度大的区域表示电子出现的概率密度大C.1s电子云呈球形，2s电子云有一个球形节面D.3p电子云的节面是平面，且节面数量等于主量子数n9.下列原子中，电负性最大的是（）A.FB.ClC.OD.N10.某元素的逐级电离能（kJ/mol）为：I₁=578，I₂=1817，I₃=2745，I₄=11575，I₅=14830。该元素最可能的常见化合价是（）A.+1B.+2C.+3D.+411.下列各组量子数中，合理的是（）A.n=2，l=2，m=0，ms=+1/2B.n=3，l=1，m=-1，ms=-1/2C.n=1，l=0，m=1，ms=+1/2D.n=4，l=3，m=4，ms=-1/212.下列原子半径由大到小排列正确的是（）A.K>Na>Mg>AlB.Na>K>Al>MgC.Al>Mg>Na>KD.Mg>Al>K>Na13.基态Fe²⁺的价电子排布式为（）A.3d⁶4s⁰B.3d⁵4s¹C.3d⁶4s²D.3d⁴4s²14.下列关于能级交错的解释，正确的是（）A.由于钻穿效应，4s电子的能量低于3d电子B.主量子数n越大，能级能量一定越高C.屏蔽效应仅影响同一电子层内电子的能量D.能级交错只发生在s轨道和p轨道之间15.某元素位于周期表第5周期ⅡB族，其原子的价电子排布式为（）A.5s²5p²B.4d¹⁰5s²C.5s²D.4d²5s²二、填空题（本题共6小题，每空2分，共30分）16.主量子数n=3时，角量子数l的可能取值为______；对应的原子轨道符号分别为______。17.基态O原子的电子排布式为______，其价电子排布图中未成对电子数为______。18.元素周期表中，d区元素的价电子排布特征为______；ds区元素的价电子排布特征为______。19.比较第一电离能：N______O（填“>”“<”或“=”），原因是______。20.某原子的电子排布式为[Kr]4d¹⁰5s²5p⁵，该元素位于______周期______族，属于______区（填“s”“p”“d”或“ds”）。21.多电子原子中，电子的能量由______和______共同决定；屏蔽效应是指______。三、简答题（本题共3小题，共20分）22.（6分）解释同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小的原因。23.（7分）简述洪特规则的内容，并以基态N原子为例说明其电子排布的合理性。24.（7分）比较Mg和Al的第一电离能大小，并结合原子结构理论解释原因。四、计算题（本题共1小题，15分）25.已知某元素X的原子序数为26，回答下列问题：（1）写出X的基态电子排布式和价电子排布式；（2）指出X在周期表中的周期、族和区；（3）计算X原子最外层电子的屏蔽常数σ（假设最外层为4s电子，内层电子对4s的屏蔽常数：1s²为1.00，2s²2p⁶为0.85，3s²3p⁶为0.85，3d¹⁰为0.00）；（4）估算4s电子的能量（能量公式：E=-13.6×(Z²/n²)eV，Z=Z-σ）。答案一、选择题1.C2.C3.C4.B5.B6.B7.B8.D9.A10.C11.B12.A13.A14.A15.B二、填空题16.0、1、2；3s、3p、3d17.1s²2s²2p⁴；218.(n-1)d¹⁻⁹ns¹⁻²；(n-1)d¹⁰ns¹⁻²19.>；N原子2p轨道为半充满稳定结构，失去电子所需能量更高20.5；ⅦA；p21.主量子数n；角量子数l；内层电子对外层电子的排斥作用，相当于核电荷对该电子的吸引力被减弱三、简答题22.同一周期主族元素，核电荷数Z逐渐增大，电子层数相同，新增电子填入同一电子层。核电荷数增加使核对电子的吸引力增强，而电子层数不变导致电子间排斥增加不显著，因此原子半径逐渐减小。23.洪特规则：电子在等价轨道（相同n和l的轨道）上排布时，将尽可能分占不同的轨道且自旋平行。基态N原子电子排布为1s²2s²2p³，2p轨道有3个等价轨道，3个电子分别占据3个p轨道且自旋平行（↑↑↑），形成半充满稳定结构，能量更低，符合洪特规则。24.Mg的第一电离能大于Al。Mg的价电子排布为3s²（全充满稳定结构），Al的价电子排布为3s²3p¹。3p轨道能量高于3s轨道，且Al失去3p¹电子所需能量低于Mg失去3s²全充满电子的能量，因此Mg的第一电离能更大。四、计算题25.（1）基态电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；价电子排布式：3d⁶4s²（2）周期：4；族：Ⅷ族；区：d区（3）最外层4s