- 原子结构与性质
- 共16061题
（2012春•杭锦后旗校级期末）在下列分子结构中，所有原子的最外层电子不能满足8电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、H2O中，O原子的最外层电子数为6+2=8，H原子的最外层电子数为1+1=2，不满足8电子稳定结构，故A正确；
B、PCl3中，P原子的最外层电子为：5+3=8，Cl原子的最外层电子为：7+|-1|=8，都满足8电子稳定结构，故B错误；
C、N2中，N原子的最外层电子为：5+3=8，满足8电子稳定结构，故C错误；
D、CO2中，C原子的最外层电子为：4+4=8，O原子的最外层电子为：6+|-2|=8，都满足8电子稳定结构，故D；
故选：A．
C5HxN分子中C、N原于最外层都达到8电子稳定结构，则x的值可能为（ ）
正确答案
解析
解：假设碳原子连接氮原子，氮原子在边上为氨基，氨基含有2个氢原子，剩余的碳原子和氢原子形成烷基或烯烃基，如果形成的是烷基，则x=2+2×5+1=13，如果形成的是烯烃基，x=2+2×5-1=11，碳和氢原子还可以形成炔烃基，氢原子个数更少x=2+2×5-3=9，所以BC符合，
故选BC．
根据上述信息，M的原子结构示意图为______，MCl2是______（填“极性分子”或“非极性分子”）；N的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了______．
正确答案
解：由表中电离能可知，二者第三电离能都剧增，原子最外层电子数为2，都为短周期元素，同主族自上而下第一电离能降低，故M为Be、N为Mg，
M为Be元素，其原子结构示意图为：
由电子轨道排布图可知，3s能级未填满就填充3p能级，3s能级能量比3p能级低，所以违背能量最低原理，
故答案为：
解析
解：由表中电离能可知，二者第三电离能都剧增，原子最外层电子数为2，都为短周期元素，同主族自上而下第一电离能降低，故M为Be、N为Mg，
M为Be元素，其原子结构示意图为：
由电子轨道排布图可知，3s能级未填满就填充3p能级，3s能级能量比3p能级低，所以违背能量最低原理，
故答案为：
某离子X2+的最外层电子排布式为5s2，当把固体XCl2溶于水配制成溶液时，需加入少量的固体X单质和盐酸，由此判断下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：某离子X2+的最外层电子排布式为5s2，则X原子最外层电子排布式为5s25p2，主族元素最外层电子数与其族序数相等，所以X属于第IVA族，为Sn元素，当把固体SnCl2溶于水配制成溶液时，需加入少量的固体Sn单质和盐酸，说明+2价Sn不稳定易被氧化，且该盐是强酸弱碱盐易水解，
A．主族元素的最高化合价与其族序数相等（但F、O除外），所以Sn能显+4价，SnCl2中Sn显+2价，所以X元素常见的化合价是+2、+4，故A正确；
B．当把固体SnCl2溶于水配制成溶液时，需加入少量的盐酸，说明SnCl2是强酸弱碱盐，易水解，所以Sn（OH）2是弱碱，故B错误；
C．SnCl2是强酸弱碱盐，易水解而使其溶液呈酸性，故C错误；
D．碳元素的非金属性大于Sn，碳酸是弱酸，所以Sn元素的最高价氧化物对应的水化物显弱酸性，故D错误；
故选A．
同种元素的原子和离子，一定具有相同的（ ）
正确答案
解析
解：在化学反应中，原子通过得失电子变成离子，变化的是核外电子数，不变的是核内质子数；当原子变成阳离子时导致电子层数、最外层电子数变化；当原子变成阴离子时，电子层数不变，但最外层电子数改变，故选A．
【化学一物质结构与性质】
金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”．
（1）写出Ti基态原子的电子排布______．
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物．则电负性C______B（选填“＞”“＜”），第一电离能N＞O，原因是______．
（3）月球岩石•玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）．FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4．SO2-4的空间构型为______，其中硫原子采用______杂化，氧原子的价电子排布图为______，任意写出一种SO2-4的等电子体______．
（4）将TiOSO4的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物．该氧化物的晶胞结构图如图所示．则该氧化物的化学式______（图中钛原子用“O”表示．氧原子用“O”表示）
正确答案
解：（1）Ti是22号元素，原子核外有22个电子，根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；
（2）C和B属于同一周期且C的原子序数大于B，所以电负性C＞B，N原子中2p轨道处于半充满状态，O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满，所以N原子第一电离能比O原子大，故答案为：＞；N原子中2p轨道处于半充满比较温度，故第一电离能N＞O；
（3）SO42-中价电子数=4+
故答案为：正四面体形；sp3；
（4）Ti原子个数=8×
解析
解：（1）Ti是22号元素，原子核外有22个电子，根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；
（2）C和B属于同一周期且C的原子序数大于B，所以电负性C＞B，N原子中2p轨道处于半充满状态，O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满，所以N原子第一电离能比O原子大，故答案为：＞；N原子中2p轨道处于半充满比较温度，故第一电离能N＞O；
（3）SO42-中价电子数=4+
故答案为：正四面体形；sp3；
（4）Ti原子个数=8×
（2014•福建模拟）由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途．
（1）基态Cu+的核外电子排布式为______．在高温下CuO能分解生成Cu2O，试从原子结构角度解释其原因：______．
（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于______晶体．
（3）化合物A （H3BNH3） 是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物（HB=NH）3通过3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得．
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是______．（填标号）
A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形
C．第一电离能：N＞O＞C＞B
D．化合物A中存在配位键
②1个（HB=NH）3分子中有______个σ键．
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式．图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为______．图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为______．
正确答案
解：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，结构上Cu2+为3d9，而Cu+为3d10全充满更稳定，
故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ；结构上Cu2+为3d9，而Cu+为3d10全充满更稳定；
（2）氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键，则氮化硼属于原子晶体，
故答案为：原子；
（3）①3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3，
A．由CH4变为CO2，碳原子杂化类型由sp3转化为sp，反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变，故A错误；
B．CH4分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+
C．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，这几种元素都是第二周期元素，它们的族序数分别是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I1（N）＞I1（O）＞I1（C）＞I1（B），故C正确；
D．B一般是形成3个键，（H3BNH3）由六元环状化合物（HB=NH）3通过3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得，其中1个键是配位键，故D正确；
故答案为：A；
②1个（HB=NH）3分子中硼原子与氮原子间以σ键结合，而剩余的p轨道形成一个共轭大π键．B-H键有3个，N-H键有3个，B-N有σ键有6个，故一共12个；
故答案为：12；
（4）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO32-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO32-单元共用，所以B：O=1：（1+2×
故答案为：[BO2]nn-（或BO2-）；sp2、sp3．
解析
解：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，结构上Cu2+为3d9，而Cu+为3d10全充满更稳定，
故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ；结构上Cu2+为3d9，而Cu+为3d10全充满更稳定；
（2）氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键，则氮化硼属于原子晶体，
故答案为：原子；
（3）①3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3，
A．由CH4变为CO2，碳原子杂化类型由sp3转化为sp，反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变，故A错误；
B．CH4分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+
C．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，这几种元素都是第二周期元素，它们的族序数分别是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I1（N）＞I1（O）＞I1（C）＞I1（B），故C正确；
D．B一般是形成3个键，（H3BNH3）由六元环状化合物（HB=NH）3通过3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得，其中1个键是配位键，故D正确；
故答案为：A；
②1个（HB=NH）3分子中硼原子与氮原子间以σ键结合，而剩余的p轨道形成一个共轭大π键．B-H键有3个，N-H键有3个，B-N有σ键有6个，故一共12个；
故答案为：12；
（4）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO32-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO32-单元共用，所以B：O=1：（1+2×
故答案为：[BO2]nn-（或BO2-）；sp2、sp3．
（1）X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是______（填元素符号，下同）；其电子排布图为______；
（2）R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是______、______；
（3）Y原子的核电荷数为29，其外围电子排布式是______，其在元素周期表中的位置是______．
正确答案
C
1S22S22P2
Al
Cl
3d104s1
第四周期第ⅠB族
解析
解：（1）X原子在第二层上只有一个空轨道，则L层的2p能级含有一个空轨道，则X核外电子数是6，为C元素，其核外电子排布式为：1S22S22P2；
故答案为：C；1S22S22P2；
（2）R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则价层电子排布式为3s23p1或3s23p5，则R为Al元素或Cl元素，
故答案为：Al或Cl；
（3）Y原子的核电荷数为29，为Cu元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，其外围电子排布式是3d104s1，处于周期表中第四周期第ⅠB族，
故答案为：3d104s1；第四周期第ⅠB族；
（1）Cu+在基态时的价电子排布式为______（Cu的原子序数：29）；
（2）砷、碲是第四周期的相邻元素，已知砷的第一电离能（947kJ•mol-1）大于碲（941kJ•mol-1），请从原子结构的角度加以解释______；
（3）As2O3俗名砒霜，是一种剧毒物质．法医检验砒霜中毒的方法是：向试样中加入锌粉和盐酸，如果有砒霜，将生成无色气体AsH3，将气体导入热玻璃管会分解成亮黑色的“砷镜”，这就是著名的“马氏验砷法”．请用化学方程式表示检验原理：______、______；
（4）硼酸（H3BO3）在水溶液中易结合一个OH-生成[B（OH）4]-，而显示弱酸性[B（OH）4]-中B原子的杂化类型为______；
（5）科学家把C60和钾掺杂在一起得到一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体，该物质中K原子和C60分子的个数比为______；
（6）NCl3分子的价层电子对互斥理论模型为______，Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足 8电子稳定结构，则分子中π键的数目为______．
正确答案
解：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，
故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ；
（2）砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大，而硒的价电子排布式是4s2 4p4，4p轨道上失去一个电子才处于半充满状态，故第一电离能较小，
故答案为：砷的价电子排布式4s22p3，4 p轨道处于半充满状态，比较稳定，所以气态原子失去一个电子需要的能量大；
（3）根据题目信息砒霜、锌粉和盐酸为反应物，生成物之一为AsH3，根据质量守恒定律可写出反应的化学方程式As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O，2AsH3
故答案为：As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O；2AsH3
（4）[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
故答案为：sp3；
（5）该晶胞中C60个数=1+8×
故答案为：3：1；
（6）NCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
故答案为：正四面体；30；
解析
解：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，
故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ；
（2）砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大，而硒的价电子排布式是4s2 4p4，4p轨道上失去一个电子才处于半充满状态，故第一电离能较小，
故答案为：砷的价电子排布式4s22p3，4 p轨道处于半充满状态，比较稳定，所以气态原子失去一个电子需要的能量大；
（3）根据题目信息砒霜、锌粉和盐酸为反应物，生成物之一为AsH3，根据质量守恒定律可写出反应的化学方程式As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O，2AsH3
故答案为：As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O；2AsH3
（4）[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
故答案为：sp3；
（5）该晶胞中C60个数=1+8×
故答案为：3：1；
（6）NCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
故答案为：正四面体；30；
N和B元素在化学中有很重要的地位．
（1）写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式______．从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为______．
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其中NF3的分子空间构型为______，BF3的分子空间构型为______．
（3）NaN3是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质，NaN3也可用于汽车的保护气囊．3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A．
①请写出上述NaN3撞击反应的化学方程式______．
②根据电子云的重叠方式判断：N2分子与NH3分子中σ键数目之比为______：______．
正确答案
解：（1）N元素属于第VA族元素，则As是第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，As是33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，
同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，
故答案为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；N＞O＞B；
（2）N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，NF3中N原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以NF3为三角锥构型；BF3中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF3为平面三角形构型，
故答案为：三角锥形；平面三角形；
（3）①3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A，根据原子守恒确定离子化合物A的化学式为Na3N，根据反应物、生成物知，该反应方程式为3NaN3=4N2+Na3N，
故答案为：3NaN3=4N2+Na3N；
②共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键，氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键，NH3分子中含有3条N-H键，均为σ键，因此N2分子与NH3分子中σ键数目之比为1：3，
故答案为：1；3．
解析
解：（1）N元素属于第VA族元素，则As是第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，As是33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，
同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，
故答案为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；N＞O＞B；
（2）N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，NF3中N原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以NF3为三角锥构型；BF3中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF3为平面三角形构型，
故答案为：三角锥形；平面三角形；
（3）①3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A，根据原子守恒确定离子化合物A的化学式为Na3N，根据反应物、生成物知，该反应方程式为3NaN3=4N2+Na3N，
故答案为：3NaN3=4N2+Na3N；
②共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键，氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键，NH3分子中含有3条N-H键，均为σ键，因此N2分子与NH3分子中σ键数目之比为1：3，
故答案为：1；3．
某元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素基态原子的电子排布式为______；元素符号为______；其最高价氧化物对应的水化物的化学式是______．
正确答案
1s22s22p63s23p4
S
H2SO4
解析
解：根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，原子序数=原子核外电子数，所以该元素是S元素，S元素最外层有6个电子，其最高化合价是+6价，其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，其化学式为H2SO4，
故答案为：1s22s22p63s23p4；S；H2SO4．
若aAn+与 bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a等于（ ）
正确答案
解析
解：阳离子核外电子数=质子数-所带电荷数，所以aAn+的核外电子数为a-n；
阴离子核外电子数=质子数+所带的电荷数，所以bB2-的核外电子数为b+2；
aAn+与 bB2-两离子具有相同的电子层结构，说明二者核外电子数相同，所以a-n=b+2，即a=b+n+2．
故选：B．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，故A错误．
B、每个轨道最多容纳2个自旋方向相反的电子，故B错误．
C、根据洪特规则知，电子排布同一能级的不同轨道时，总是优先占据不同轨道，而且自旋方向相同，故C错误．
D、每个P能级都有3个原子轨道，而且它们互相垂直，故D正确．
故选D．
元素周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者4倍的是（ ）
正确答案
解析
解：因16号元素和4号元素的原子的结构示意图分别为：
A、最外层电子数是3倍，故A错误；
B、次外层电子数是4倍，故B正确；
C、电子层数是1.5倍，故C错误；
D、中子数无法判断，故D错误；
故选B．
下列化学用语中不正确的是（ ）
A钠原子的电子排布式为：1s22s22p63s1
BFe3+的电子排布式为：[Ar]3d5
C磷原子的核外电子排布图：
D硅原子的核外电子排布图：
正确答案
解析
解：A．钠原子核外有11个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s1，故A正确；
B．铁元素为26号元素，铁原子失去3个电子变成铁离子，失电子顺序为从外向内，所以铁离子的核外电子排布式为：[Ar]3d5，故B正确；
C．磷原子核外有15个电子，根据构造原理、保里不相容原理原理、洪特规则知其核外电子排布图为
D．硅原子核外有14个电子，排列电子时要遵循能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则，该排布图违反了洪特规则，故D错误；
故选D．
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