第一章--原子结构和元素周期系.doc

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1、第一章原子结构和元素周期系1、原子核外电子运动有什么特性？解：原子核外电子的运动和光子的运动一样，具有波粒二象性。不能同时准确测定它的位置和速度，即服从测不准关系，因而电子的运动不遵循经典力学，无确定的运动轨道，而是服从量子力学，需用统计规律来描述。也就是说量子力学研究的只是电子在核外空间某地方出现的可能性，即出现的几率大小。2、氢光谱为什么可以得到线状光谱？谱线的波长与能级间能量差有什么关系？求电子从第四轨道跳回第二轨道时，Hβ谱线之长。解：在通常情况下，氢原子的电子在特定的稳定轨道上运动不会放出能

2、量。因此在通常条件下氢原子是不会发光的。但是当氢原子受到激发（如在高温或电场下）时，核外电子获得能量就可以从较底的能级跃迁到较高的能级，电子处于激发态，处于激发态的电子不稳定，它会迅速地跳回到能量较底的能级，并将多余的能量以光的形式放出，放出光的频率（或波长）大小决定于电子跃迁时两个能级的能量差，即：由于轨道能量的量子化，即不连续的，所以激发态的电子由较高能级跳回到较低能级时，放出光的频率（或波长）也是不连续的，这是氢原子光谱是线状光谱的原因。谱线的波长和能量的关系为：＝3.289×1015()电子从

3、第四轨道跳回第二轨道时，HB谱线的波长为：3、当氢原子的一个电子从第二能级跃迁至第一能级，发射出光子的的波长为121.6nm，当电子从第三能级跃迁至第二能级，发射出光子的的波长为656.3nm。试通过计算回答：(1)哪一种光子的能量大？13(2)求氢原子中电子的第三与第二能级的能量差，以及第二与第一能级的能量差。解：(1)由于能量与波长有如下关系由此可知：波长越短，能量越高，因此电子从第二能级跃迁到第一能级发射出的光子能量大。(2)根据公式：4、氢原子的核外电子在第四轨道上运动时的能量比它在第一轨道上

4、运动的能量多12.7eV。这个核外电子由第四轨道跃入第一轨道时，所发出的频率和波长是多少？解：根据公式：已知：，代入上式得5、玻尔理论有哪几条主要假设？根据这些假设得到那些结果？解决了什么问题？有什么缺点？解：玻尔理论有三条假设：(1)核外电子运动取一定的轨道，在轨道上运动的电子不吸收能量也不放出能量，第一条假设回答了原子可以稳定存在；(2)13在一定轨道上运动的电子有一定的能量，而能量只能取某些由量子化条件决定的正整数值，由量子化条件可推出氢原子核外轨道能量公式E=-13.6/n2eV=–2.179

5、×10-18/n2J原子在正常或稳定状态时，各电子层尽可能处在离核最近的轨道上。这时电子的能量最低。这条假设也决定了原子可以稳定存在；(3)只有电子从高能级跃迁到低能级时，原子就会以光子形式放出能量，释放出光子的频率和能量的关系为放出光子的频率（或波长）是不连续的，这就是氢原子光谱是线状光谱的原因。玻尔理论的局限性(1)不能解释氢原子光谱的精细结构以及谱线分裂现象；(2)不能解释多电子原子、分子光谱；(3)不能解释电子为什么在一定轨道上稳定存在而不放出能量。6、原子轨道、几率密度和电子云等概念有何联系

6、和区别？解：薛定谔方程的每一个合理解y，都表示该微观粒子运动的某一种状态，微观粒子的运动状态是用波函数y来描述的，所以波函数y是描述核外电子运动状态的数学函数式。n、l、m三个量子数确定一个波函数y，也即确定电子在空间运动的范围。可以粗略地把波函数y看作是在x、y、z三维空间里找到该运动电子的区域。波函数y称为原子轨道，所以原子轨道是波函数y的同义语。波函数y本身并无具体的物理意义。但波函数y绝对值的平方

7、y

8、2却有明确的物理意义。

9、y

10、2则是电子在核外空间某处出现的几率。即电子的几率密度。电子云是电

11、子在核外空间出现几率密度分布的形象化描述。也可以说电子云是

12、y

13、2的具体图像。电子云图像中，小黑点密集的地方表示电子的几率密度大，小黑点稀的地方表示电子的几率密度小。原子轨道、几率密度、电子云都是描述核外电子运动的。它们虽有联系，但各个描述的方式和所代表的函义又是不同的。电子云和原子轨道角度分布图基本相似，但电子云的分布图要比原子轨道的分布图“瘦”些，而原子轨道角度分布图则有正负号，电子云角度分布图没有正负号。而几率密度却是描述核外电子在某处单位体积内出现几率多少。7、下列说法是否正确？应如何改正？(

14、1)“s电子绕核旋转，其轨道为一圆，而p电子是走¥形”。13(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：(1)不正确。因为电子运动并无固定轨道，应该说s电子在核外运动电子云图象是一个球体，其剖面图是个园，而p电子云图象是哑铃形，其剖面图是¥形。(2)不正确。应说n=1的电子层中，l=0、m=0只有一个1s轨道，可容纳两个自旋相反的电子。(3)不正确。n=3时，l只能取0、1、2，即只有3