第四章习题解答4-1答:(1)提出稳定轨道的概念,并将量子化条件引入原子轨道的概念中。(2)阐述了基态和激发态的概念及相互关系。(3)说明了电子跃迁与能量的关系,并初步解释了原子光谱波尔理论首次将量子化条件引入原子轨道的概念中,并推算出氢原子半径和电离能,较好地解释了氢原子光谱。局限性:①波尔理论不能解释多电子原子光谱;②波尔理论不能说明氢原子光谱精细结构;4-2答:1.主量子数(n)用来描述电子出现几率最大区域离核的远近,同时也是决定原子内电子能量高低的主要因素。角量子数(l)是决定电子能量的次要因素,并表示原子轨道或电子云的形状,角量子数的取值决定于主量子数。磁量子数(m)表示原子轨道在核外空间不同的伸展方向,其取值决定于角量子数。自旋量子数(ms)代表着电子不同的自旋方向,ms是不依赖于其他量子数而存在的独立量。4-3答:l值有3个,即3s、3p、3d。4-4答:(1)n=2l=1m=0合理(2)n=2l=2m=-1不合理l最大取值为n-1(3)n=3l=0m=+1不合理m最大取值为l(4)n=2l=3m=+2不合理l最大取值为n-14-5答:(2,0,0,±1/2);(2,1,0,+1/2)(2,1,1,+1/2)(2,1,-1,+1/2)或为-1/24-6答:①5d②4s③3p④3d⑤3d⑥3s能量由高到低次序为:①>④=⑤>②>③>⑥4-7答:(1)2s2;铍Be(2)2s22p1;硼B(3)2s22p3;氮N(4)2s22p4;氧O(5)5s25p66s1;铯Cs(6)3d104s1;铜Cu4-8答:①E3s=E3p=E3d<E4s②E3s<E3p<E4s<E3d4-9答:(1)29Cu:[Ar]3d104s1;Cu2+:[Ar]3s23p63d9;(2)26Fe:[Ar]3d64s2;Fe2+:[Ar]3s23p63d6;(3)47Ag:[Kr]4d105s1;Ag+:[Kr]4s24p64d10;(4)53I:[Kr]5s25p5;I-:[Kr]5s25p6;4-10答:(1)Al(2)Na(3)P(4)Be4-11答:(2)O、Cl、H4-12答:原子序数电子排布式电子层数周期族区元素名称7[He]2s22p32二ⅤAp氮19[Ar]4s14四ⅠAs钾25[Ar]3d54s24四ⅦBd锰30[Ar]3d104s24四ⅡBds锌36[Ar]4s24p64四0p氙24-13答:(1)Mg2+>Al3+均为主族元素,同周期从左至右,最高价离子半径减小;(2)Br-<I-均为主族元素,同族中从上至下,离子半径增大;(3)Cl->K+相同最外层电子构型,阴离子大于阳离子;(4)Cu+>Cu2+同种元素,高价离子半径小于低价离子半径;4-14答:①离子键的形成:(1)活泼金属原子和活泼非金属原子之间通过电子转移分别变成相应离子;(2)正负离子之间由于静电作用而相互吸引,形成了稳定的离子键。②无方向性、无饱和性;③一般电负性相差较大(>1.7)的元素的金属原子和非金属原子间形成离子键。4-15答:离子构型有5种,即2电子构型、8电子构型、18电子构型、9~17电子构型以及18+2电子构型。Al3+:8电子构型;V3+:9~17电子构型;Mn2+:9~17电子构型;Fe3+:9~17电子构型;Sn2+:18+2电子构型;Sn4+:18电子构型;Pb2+:18+2电子构型;Cu+:18电子构型;Cu2+:9~17电子构型;Ni2+:9~17电子构型;Cr3+:9~17电子构型;O2-:8电子构型;Ba2+:8电子构型;Ag+:18电子构型;4-16答:N2:1个σ键、2个π键;CO2:2个σ键、2个π键;BBr3:3个σ键;C2H2:3个σ键、2个π键;SiH4:4个σ键;4-17答:HgCl2:直线形无极性;BF3:平面三角形无极性;CHCl3:平面三角形有极性;PH3:三角锥形有极性;H2S:V形有极性;4-18答:C2H6:sp3;C2H4:sp2;CH3-C≡CH:sp3和sp;CH3CH2OH:sp3;HCHO:sp2;COCl2:sp2;4-19答:(1)CH4:色散力;(2)He和H2O:诱导力、色散力(3)HCl气体:取向力、诱导力、色散力(4)H2S:取向力、诱导力、色散力(5)甲醇和水:取向力、诱导力、色散力、氢键4-20答:(1)C6H6无;(2)C2H6无;(3)NH3有,分子间(4)H3BO3有,分子间;(5)HNO3有,分子内;4-21答:乙醇分子间有氢键,而二甲醚分子间没有氢键:4-22答:①BeO的离子键强度大于LiF;②SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体;③金刚石为原子晶体不能导电,石墨层状结构间有自由电子可以导电;④H2O分子间有氢键,而H2S分子间没有氢键;⑤Na+为8电子构型,而Ag+为18电子构型,18电子构型的离子对阴离子作用力大于8电子构型的离子;⑥由F2到I2分子量增大,半径增大,则色散力增大。