大学结构化学上册《原子结构》练习题

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本单元考点（5 个）

氢原子波函数与量子数原子轨道角度分布图电子自旋与Pauli原理Slater规则计算屏蔽常数基态原子电子排布与Hund规则

题目预览（5/20 题）

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1. 用Slater规则估算钾原子中4s电子的有效核电荷数Z*：钾的电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，对4s电子而言，同一组其余电子屏蔽贡献为0，(n−1)层（n=3）的8个电子每个贡献0.85，更内层的10个电子每个贡献1.00，则屏蔽常数σ=____，Z*=19−σ=____。

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2. 基态氮原子的核外电子排布式为 1s²2s²2p³，其中 2p 能级的三个电子分占三个不同的 2p 轨道且自旋方向相同，这一排布遵循的规则是____；由此可知基态氮原子中未成对电子数为____。

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3. 关于氢原子 3d_{z²} 轨道的角度分布图 Y(θ,φ) 的空间特征，下列描述中完全正确的是： A. 图形为四个分离的花瓣，分布于 xz 平面与 yz 平面内，均无负值区域 B. 图形在 z 轴正、负方向各有一个正值主瓣，在 xy 平面上有一环形负值区域，节面为 θ=54°44′ 和 θ=125°16′ 的两个锥面 C. 图形沿 z 轴呈正值哑铃形，xy 平面为最大取值平面，与 p_z 轨道角度分布图形状相同 D. 图形相对于 z 轴对称，绕 z 轴旋转任意角度图形不变，且整张图中不存在角度节面

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4. 氮原子基态的电子组态为 1s²2s²2p³，其中 2p 能级上三个电子的量子数分别取为 (n=2, l=1, m_l=1, m_s=+1/2)、(n=2, l=1, m_l=0, m_s=+1/2)、(n=2, l=1, m_l=-1, m_s=+1/2)。这种排布不违反 Pauli 不相容原理，其原因是：任何两个电子的四个量子数____（填“完全相同”或“不完全相同”）。按此排布，三个电子的自旋角动量方向平行，总自旋量子数 S=____，自旋多重度 2S+1=____。

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5. 用 Slater 规则估算钪（Z=21）基态原子中 3d 电子的屏蔽常数 σ 与有效核电荷 Z*。其电子排布为 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²。按规则，同组 3d 电子对被考察电子不产生屏蔽，(n-1) 及以内各电子层每个电子的屏蔽贡献均取 1.00，则 σ=____，Z*=____。

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