- 原子结构与性质
- 共16061题
（1）写出铜的基态原子价电子电子排布式______．
（2）铜的某种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式为______．
（3）向氯化铜溶液中加入过量浓氨水，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu（NH3）4]Cl2．晶体．氨分子中N原子的杂化方式为______．上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有______和______．
（4）NH3的沸点比PH3大，其原因是______．
正确答案
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，铜的基态原子价电子电子排布式3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×
故答案为：CuCl；
（3）NH3分子中N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；
Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu2+与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，內界离子[Cu（NH3）4]2+与外界离子SO42-以离子键结合，
故答案为：sp3；配位键；离子键；
（4）氮原子电负性较大，导致氨气分子之间有氢键作用，而PH3中不存在氢键，所以NH3的沸点比PH3大，
故答案为：NH3分子之间有氢键作用，故沸点明显高于PH3．
解析
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，铜的基态原子价电子电子排布式3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×
故答案为：CuCl；
（3）NH3分子中N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；
Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu2+与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，內界离子[Cu（NH3）4]2+与外界离子SO42-以离子键结合，
故答案为：sp3；配位键；离子键；
（4）氮原子电负性较大，导致氨气分子之间有氢键作用，而PH3中不存在氢键，所以NH3的沸点比PH3大，
故答案为：NH3分子之间有氢键作用，故沸点明显高于PH3．
下列各组P、Q原子中，彼此的化学性质一定相似的是（ ）
正确答案
解析
解：A.1s2为He，性质稳定，最外层为2s2的元素为Be，性质较活泼，二者性质一定不相似，故A错误；
B．M层上有两个电子为Mg，N层上有两个电子的元素为Ca或其它第四周期是过渡金属元素，如Fe等，二者性质不一定相似，故B错误；
C．2p上有一个未成对电子，外围电子排布式为2s22p1或2s22p5，可能为B或F；3p上有一个未成对电子的元素，外围电子排布式可能为3s23p1或3s23p5，二者不一定为同主族元素，化学性质不一定相似，故C错误；
D．最外电子层L层上只有一个空轨道，外围电子排布式为2s22p2，最外电子层M层上也只有一个空轨道，外围电子排布式为3s23p2，二者同主族，原子化学性质相似，故D正确，
故选D．
下面是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
正确答案
解析
解：A．价层电子排布为2s22p2的元素为C，价层电子排布为2s22p4元素为O，二者可形成CO2，故A不选；
B．价层电子排布为3s1的元素为Na，价层电子排布为3s23p4的元素为S，二者可形成Na2S，与题目不符，故B选；
C．价层电子排布为3s23p4的元素为S，价层电子排布为2s22p4的元素为O，二者可形成SO2，故C不选；
D．价层电子排布为3s2的元素为Mg，价层电子排布为2s22p5的元素为F，二者可形成MgF2，故D不选，
故选B．
以下原子轨道符号不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．第一层（K层）上只有1S亚层，存在1s，故A正确；
B．第三能层含有3s、3p、3d三个能级，所以存在3d能级，故B正确；
C．第二能层含有2s、2p两个能级，所以不存在2f能级，故C错误；
D．第二能层含有2s、2p两个能级，所以存在2p能级，故D正确；
故选C．
下列原子的电子排布图中，符合洪特规则的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．该电子排布图违反洪特规则，故A错误；
B．该电子排布图违反泡利不相容原理，故B错误；
C．该电子排布图符合洪特规则，故C正确；
D．该电子排布图违反能量最低原理，故D错误；
故选：C．
（1）Fe2+在基态时，核外电子排布式为______．
（2）羟胺（NH2OH）中采用sp3杂化的原子有______，羟胺熔沸点较高，是因为分子间存在较强的______．
（3）Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物（形成过程如图1）中，配位数为______．
（4）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如图2，则该磁性材料的化学式为______．
正确答案
[Ar]3d6
N、O
氢键
6
Fe4N
解析
解：（1）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe2+在基态时，核外电子排布式为：[Ar]3d6，故答案为：[Ar]3d6；
（2）羟胺分子中，价层电子对为4的原子有N、O原子，所以采用sp3杂化的原子有N、O原子，羟胺存在氢键，导致羟胺的熔沸点较高，故答案为：N、O，氢键；
（3）配位数就是在配位个体中与一个形成体成键的配位原子的总数，所以Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物（形成过程如图1）中，配位数为6，故答案为：6；
（4）铁原子个数=8×
氯化铍是用于制有机铍化合物和金属铍的重要原料．
（1）Be原子的基态价电子排布式为______，其元素的第一电离能______B元素（填“＞”或“＜”或“=”），原因是______．
（2）已知BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为______； BeCl2中Be原子的杂化轨道类型是______．
（3）Kraus用阴离子树脂交换法提取一种组成元素为氯和铍的阴离子，该阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，则该阴离子内存在的微粒间的作用力是______，阴离子的结构式为______．
正确答案
解：（1）Be原子的电子排布式为1s22s2，Be原子的基态价电子排布式为2s2．Be的2s轨道为全充满，稳定状态，体系能量低，第一电离能高于同周期相邻元素．
故答案为：2s2；＞；Be的2s轨道全充满，体系能量低．
（2）BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为分子晶体；BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式．
故答案为：分子晶体； sp．
（3）阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，离子为BeCl42-，Be原子与氯原子之间通过共价键与配位键达8电子稳定结构，结构式为．
故答案为：共价键、配位键；
解析
解：（1）Be原子的电子排布式为1s22s2，Be原子的基态价电子排布式为2s2．Be的2s轨道为全充满，稳定状态，体系能量低，第一电离能高于同周期相邻元素．
故答案为：2s2；＞；Be的2s轨道全充满，体系能量低．
（2）BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为分子晶体；BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式．
故答案为：分子晶体； sp．
（3）阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，离子为BeCl42-，Be原子与氯原子之间通过共价键与配位键达8电子稳定结构，结构式为．
故答案为：共价键、配位键；
下列原子或离子的基态电子排布式正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、Ni含有28个核外电子，基态电子排布式为：[Ar]3d84s2，故A错误；
B、3d能级处于全满时具有较低能量，因此Cu基态电子排布式为：[Ar]3d104s1，故B错误；
C、S2-离子核外电子数为18，排满2s再排2p，电子排布式为-：[Ne]2s22p6，故C错误；
D、Si原子核外电子数为14，核外电子排布式为：[Ne]3s23p2，故D正确；
故选D．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、PCl5中P元素化合价为+5价，P原子最外层电子数是5，5+5=10，则P原子不满足8电子结构，故A错误；
B、三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，熔沸点低为分子晶体，故B正确；
C、氮化钠和水反应生成氢氧化钠和氨气，氢化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，所以反应后的溶液都呈碱性，无色酚酞试液遇碱变红色，故C正确；
D、SO2中含S=O极性键，为V型分子，属于极性分子，H2O中含H-O极性键，为V型分子，属于极性分子，故D错误；
故选BC．
外围电子排布为4d105s1的元素在周期表中应位于（ ）
正确答案
解析
解：根据外围电子排布4d105s1可知，该元素最外层为5s，则位于周期表中第5周期，
该元素外围电子总数为11，则该元素位于周期表从左向右第11列，其中ⅤⅢB为8、9、10纵行，则该元素位于周期表ⅠB族，
故选B．
氮元素是地球大气中含量最多的元素．
（1）氮元素基态原子核外电子成对电子数与未成对电子数之比为______．
（2）氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是______，而在氨水中，分子间的作用力有______．
（3）甘氨酸（结构简式如图
（4）氮的氢化物除氨气外，还有联氨，其结构简式为NH2-NH2．在联氨分子中，N原子采用______杂化，联氨中的六个原子______（选填“在”或“不在”）同一个平面上．
（5）三聚氰胺（
正确答案
解：（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：4：3；
（2）氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是共价键；分子与分子间是氢键和范德华力，故答案为：共价键；氢键、范德华力；
（3）甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，所以甘氨酸易溶解于水；而戊烷与水分子不能形成氢键，所以戊烷却难溶解于水，故答案为：甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键；
（4）N2H4分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp3，所以六个原子不可能在同一平面上，故答案为：sp3；不在；
（5）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过氢键结合，故答案为：氢键．
解析
解：（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：4：3；
（2）氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是共价键；分子与分子间是氢键和范德华力，故答案为：共价键；氢键、范德华力；
（3）甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，所以甘氨酸易溶解于水；而戊烷与水分子不能形成氢键，所以戊烷却难溶解于水，故答案为：甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键；
（4）N2H4分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp3，所以六个原子不可能在同一平面上，故答案为：sp3；不在；
（5）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过氢键结合，故答案为：氢键．
有X、Y、Z三种元素．其中X原子的价电子构型为2s22p2，Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道，Z的+1价离子是一个质子．试回答下列问题：
（1）ZXY分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型，写出该分子的结构式______，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的类型有______．
（2）常温下，YZ3呈气态，但易被液化，且极易溶于水，其原因是______．
（3）液态的YZ3是一种重要的溶剂，其性质与H2O相似，可以与活泼金属反应，写出Na与液态YZ3反应的化学方程式______．
正确答案
H-C≡N
σ键、π键
NH3和H2O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH3又能与H2O发生化学反应，使得NH3极易溶于水
2Na+2NH3═2NaNH2+H2↑
解析
解：“X原子的价电子构型为2s22p2”可推知X是C；“Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道”可推知Y是N；Z的+1价离子是一个质子，则Z原子核外只有一个电子，所以为H元素，
（1）分子ZXY为HCN，HCN分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型，说明C原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，所以其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键2个π键；
，则该分子中含有的共价键有σ键和π键，
故答案为：H-C≡N；σ键、π键；
（2）分子YZ3为NH3，氨气分子间易形成氢键，氢键的存在导致其沸点较高、易液化；
NH3和H2O都是极性分子，根据相似相溶原理知，氨气易溶于水，且二者能形成氢键，NH3又能与H2O发生化学反应生成一水合氨，所以使得NH3极易溶于水，
故答案为：NH3和H2O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH3又能与H2O发生化学反应，使得NH3极易溶于水；
（3）分子YZ3为NH3，氨气的性质和水的性质相似，由2Na+2H2O═2NaOH+H2↑可类推出：2Na+2NH3═2NaNH2+H2↑，故答案为：2Na+2NH3═2NaNH2+H2↑．
（1）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是______
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
（2）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域．回答下列问题：
①铜原子基态电子排布式为______；
②用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数．对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm．又知铜的密度为9.00g•cm-3，则镉晶胞的体积是______cm3、晶胞的质量是______g，阿伏加德罗常数为______
（列式计算，己知Ar（Cu）=63.6）；
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为______．已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为______；
（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是______，反应的化学方应程式为______．
正确答案
解：（1）A、碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，故A错误；
B、四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，故B正确；
C、金属的氧化物不是气体，故C错误；
D、锗和碳都易于形成四个键，能形成原子晶体结构的单质，故D正确；
故答案为：BD；
（2）①铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
②1pm=10-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10-10cm）3=4.7×10-23cm3；晶胞的质量=体积×密度，故一个晶胞的质量为4.7×10-23cm3×9.00g•cm-3=4.23×10-22g；铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞中Cu原子数目为8×
故答案为：4.7×10-23；4.23×10-22；6.01×1023mol-1；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为：sp3，
一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl3原子团的化合价为-2，其化学式为：K2CuCl3，故答案为：sp3；K2CuCl3；
（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H2O2 +4NH3．H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O，
故答案为：过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H2O2 +4NH3．H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O．
解析
解：（1）A、碳和锗同主族，碳在第二周期，而锗在第四周期，锗是金属元素，故其第一电离能低于碳，故A错误；
B、四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同，故B正确；
C、金属的氧化物不是气体，故C错误；
D、锗和碳都易于形成四个键，能形成原子晶体结构的单质，故D正确；
故答案为：BD；
（2）①铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
②1pm=10-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10-10cm）3=4.7×10-23cm3；晶胞的质量=体积×密度，故一个晶胞的质量为4.7×10-23cm3×9.00g•cm-3=4.23×10-22g；铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞中Cu原子数目为8×
故答案为：4.7×10-23；4.23×10-22；6.01×1023mol-1；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为：sp3，
一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl3原子团的化合价为-2，其化学式为：K2CuCl3，故答案为：sp3；K2CuCl3；
（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H2O2 +4NH3．H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O，
故答案为：过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H2O2 +4NH3．H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O．
下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是（ ）
正确答案
解析
解：A．原子核外电子排布式为1s2的原子为He原子，原子核外电子排布式为1s22s2的原子为Be原子，He元素位于O族，Be元素位于第IIA族，二者化学性质不同，故A错误；
B．原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，但价电子数不同，性质不相同，故B错误；
C.2p轨道上有二个电子的X为C元素，3p轨道上有二个电子的Y为Si元素，二者位于周期表同一主族，最外层电子数相同，性质相似，故C正确；
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能为H与碱金属元素，性质有相似地方，都具有还原性，但与ⅠB族元素性质不同，虽然最外层也有1个电子，故D错误．
故选：C．
下列分子中所有的原子最外层达到8电子构型的是（ ）
正确答案
解析
解：A．BF3中，B最外层电子数，则3+3≠8，不满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构，故A错误；
B．SiH4含有H元素，h达到2个电子的稳定结构，所以该分子中所有原子不能都达到8电子稳定结构，故B错误；
C．SF6中S的最外层电子数为6，化合价为+6，6+6=10，所以该分子中一定不是所有原子达到8电子稳定结构，故C错误；
D．PCl3中，P的价电子数为5，化合价为+3价，C的最外层数为5+3=8，满足8电子稳定结构，Cl的价电子数为7，化合价为-1价，Cl的最外层电子数为7+|-1|=8，满足8电子稳定结构，故D正确；
故选D．
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