第5章 物质结构 习题及参考答案
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第5章 物质结构 习题及参考答案
（乔某某）
画出3pz轨道波函数径向分布图、电子云径向分布图和电子云径向分布函数图。在合适的图上标出电子出现概率为0和最大处。若3pz轨道为原子的最外层轨道，在合适的图上标出原子半径大小的位置。
解
A点为电子出现概率为0处，B点电子出现概率最大处。为若3pz轨道为原子的最外层轨道，B点的r值约为原子半径大小。
画出3dxy 、3dz2轨道波函数角度分布图、电子云角度分布图示意图。
解
//
波函数角度分布图
//
电子云（概率密度）角度分布图
指出1s、3d、5p的n、l值及轨道最多容纳电子数。
解 1s（n = 1、l = 0）、3d（n = 3、l = 2）、5p（n = 5、l = 1）, 1s、3d、5p轨道最多容纳电子数分别为2、10、6。
4. 写出下列原子基态电子排布式：C、Mg、Mn、Se、Cu、Xe、Ba、Os、Pb。
解 两种表达方式：
C
[He]2s22p2
1s22s22p2
Mg
[Ne]3s2
1s22s22p63s2
Mn
[Ar]3d54s2
1s22s22p63s23p63d54s2
Se
[Ar]3d104s24p4
1s22s22p63s23p63d104s24p4
Cu
[Ar]3d104s1
1s22s22p63s23p63d104s1
Xe
[Kr]4d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
Ba
[Xe]6s2
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s2
Os
[Xe]4f145d66s2
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f145d66s2
Pb
[Xe]4f145d106s26p2
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f145d106s26p2
5.写出下列离子基态电子排布式：Be2+、N3-、Al3+、H-、O2-、Zn2+、W6+、Cu2+、Gd3+、Se2-。
解 两种表达方式：
Be+
[He]2s1
1s22s1
N-
[He]2s22p4
1s22s22p4
Al3+
[Ne]
1s22s22p6
H-
[He]
1s2
O2-
[Ne]
1s22s22p6
Zn2+
[Ar]3d10
1s22s22p63s23p63d10
W6+
[Xe]4f14
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f14
Cu2+
[Ar]3d9
1s22s22p63s23p63d9
Gd3+
[Xe]4f7
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f7
Se2–
[Ar]3d104s24p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
6. 指出原子半径最大的元素（1）Ba、Ti、Ra、Li（2）F、Al、In、As； 指出离子半径最大的离子（3）Se2-、F-、O2-、Rb+ 指出第一电离能最小的元素（4）Cs、Ga、Bi、Se； 指出第一电子亲和能最大的元素（5）Be、N、O、F.
解 （1） Ra的周期数最大，价电子是7s上的电子，离原子核平均距离最远 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 （1410°C）>硅甲烷(-185°C)
（2）单质碘、单某某、五氯化碘（ICl5）: 单某某是原子晶体，单质碘和五氯化碘是分子晶体，因此单某某熔点最高。I2和ICl5 分子量ICl5高于I2，色散力ICl5大于I2，熔点ICl5高于I2。结果熔点单某某>五氯化碘>单质碘
（3）生石灰（CaO）、膦（PH3）、萤石（CaF2）：生石灰和萤石是离子晶体，膦为分子晶体，熔点最低。离子晶体熔点取决于晶格能，晶格能越高熔沸点越高。对纯离子化合物来说，离子电荷绝对值越大，晶格能越大；离子半径越小，晶格能越高。O2-带2个负电荷，F-带1个负电荷，所以CaO晶格能大于CaF2。结果熔点生石灰>萤石>膦。
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