高中 | 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 题目答案及解析

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选修三

第一章 原子结构与性质

第一节 原子结构

能量最低原理 泡利原理 洪特规则

火药的爆炸反应原理为$2\text{KN}{{\text{O}}_{3}}+3\text{C}+\text{S}\begin{matrix} \underline{\underline{引燃}} \\ {} \\ \end{matrix}{{\text{K}}_{2}}\text{S}+{{\text{N}}_{2}}\uparrow +3\text{C}{{\text{O}}_{2}}\uparrow $。请回答下列问题:

基态$^{18}\text{O}$原子核外有                种空间运动状态的电子。

[["

$\\rm 5$

"]]

$\rm O$的原子序数为$\rm 8$,则基态$\rm O$原子的核外电子排布式为$\rm 1s^{2}2s^{2}2p^{4}$;空间运动状态数与电子的轨道数相同,则基态$\rm ^{18}O$原子核外有$\rm 5$种空间运动状态的电子。

原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用$+\dfrac{1}{2}$表示,与之相反的用$-\dfrac{1}{2}$表示称为电子的自旋磁量子数。对于基态的$\rm N$原子,其价电子自旋磁量子数可能的代数和为                

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$\\rm +\\dfrac{3}{2}$或−$\\dfrac{3}{2}$

"]]

基态的$\rm N$原子价电子排布式$\rm 2s^{2}2p^{3}$$\rm 2s$中是两个自旋状态相反的电子,$\rm 2p$$\rm 3$个自旋状态相同的电子占据$\rm 3$个简并轨道,所以价电子自旋磁量子数的代数和为$\rm +\dfrac{3}{2}$或−$\dfrac{3}{2}$

基态钾离子的电子占据的最高能层符号是                ${{\text{K}}^{+}}$${{\text{S}}^{2-}}$具有相同的核外电子排布,$r\left( {{\text{K}}^{+}} \right)$小于$r\left( {{\text{S}}^{2-}} \right)$,原因是                

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$\\rm M$$\\rm K^{+}$核电荷数较大,对外层电子的吸引力较强

"]]

$\rm K$位于第四周期$\rm IA$族,基态钾离子是钾原子失去最外层$\rm 1$个电子得到的阳离子,其电子占据的最高能层符号是$\rm M$;电子层数相同时,核电荷数越大,简单离子半径越小;$\rm K^{+}$核电荷数较大,对外层电子的吸引力较强,所以$r\rm (K^{+})$小于$r\rm (S^{2-})$

元素的气态基态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称为第一电子亲和能$({{E}_{1}}\rm )$$\rm MgO$$\rm Born-Haber$循环$\rm ($原理为盖斯定律$\rm )$如图所示。

由图可知,$\rm Mg$原子的第二电离能为                $\rm kJ/mol$$\rm O=O$键的键能为                $\rm kJ/mol$;氧原子的第一电子亲和能为                $\rm kJ/mol($取正值$\rm )$

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$\\rm 1450.6$$\\rm 498.4$$\\rm 141.8$

"]]

$\rm Mg$原子的第二电离能是指$\rm Mg^{+}$再失去一个电子转化为$\rm Mg^{2+}$所放出的能量,由图可知,其第二电离能为$\rm 1450.6\;\rm kJ/mol$;拆开$\rm 0.5\;\rm mol\; O_{2}$生成$\rm 1\;\rm mol\; O$需要吸收$\rm 249.2\;\rm kJ$的热量,则$\rm O=O$键的键能为$\rm 498.4\;\rm kJ/mol$;由图可知,$\rm 1\;\rm mol$基态气态氯原子得到一个电子形成气态$\rm O^{-}$时所放出的能量是$\rm 141.8\;\rm kJ$,则根据第一亲和能的定义,氧原子的第一电子亲和能为$\rm 141.8\;\rm kJ/mol$

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