- 原子结构与性质
- 共16061题
核外电子层结构相同的一组微粒是（ ）
正确答案
解析
解：A、镁离子、铝离子和氖的电子层结构相同，比氯离子少一个电子层，故A错误．
B、钾离子、钙离子、硫离子和氩核外都是18个电子，所以电子层结构相同，故B正确．
C、钠离子和氟离子电子层结构相同，硫离子和氩原子电子层结构相同，但钠离子和氟离子比硫离子和氩原子少一个电子层，故C错误．
D、钠离子和镁离子电子层结构相同，硫离子和氯离子电子层结构相同，但钠离子和镁离子比氯离子和硫离子少一个电子层，故D错误．
故选B．
（1）亚铜离子（Cu+）基态时的价电子排布式表示为______．
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为______（用元素符号表示）．
（3）Cu晶体的堆积方式是______（填堆积名称），其配位数为______；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是______
A．[Cu （NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道
C．[Cu （NH3）4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D．SO42-与PO43-互为等电子体，空间构型均为正四面体
（4）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因．
①H3BO3中B的原子杂化类型为______；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式______．
（5）硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层间距为335pm，C-C键长为142pm，计算石墨晶体密度（要求写出计算过程，得出结果保留三位有效数字，NA为6.02×1023mol-1）
正确答案
解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，基态铜离子（Cu+）的价电子排布式为：3d10；
故答案为：3d10；
（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se；
故答案为：Br＞As＞Se；
（3）Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积，配位数为12；
A、N与H原子形成极性共价键，[Cu（NH3）4]2+与SO42-形成离子键，Cu2+与NH3形成配位键，故A正确；
B、氨气分子的键角小于水分子的键角，故B错误；
C、金属的第一电离能比非金属元素的第一电离能大，故C错误；
D、SO42-与PO43-原子个数相等，价电子数相等，互为等电子体，空间构型均为正四面体，故D正确；
故答案为：面心立方最密堆积；12；AD；
（4）①H3BO3中B的价层电子对=3+
②硼酸为一元弱酸，H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+，故答案为：H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+；
（5）石墨的层间距为335pm，可以认为一层石墨的厚度是335pm．对某一层石墨中的一个六元环，正六边形环的边长是142pm，面积S=6×
解析
解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，基态铜离子（Cu+）的价电子排布式为：3d10；
故答案为：3d10；
（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se；
故答案为：Br＞As＞Se；
（3）Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积，配位数为12；
A、N与H原子形成极性共价键，[Cu（NH3）4]2+与SO42-形成离子键，Cu2+与NH3形成配位键，故A正确；
B、氨气分子的键角小于水分子的键角，故B错误；
C、金属的第一电离能比非金属元素的第一电离能大，故C错误；
D、SO42-与PO43-原子个数相等，价电子数相等，互为等电子体，空间构型均为正四面体，故D正确；
故答案为：面心立方最密堆积；12；AD；
（4）①H3BO3中B的价层电子对=3+
②硼酸为一元弱酸，H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+，故答案为：H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+；
（5）石墨的层间距为335pm，可以认为一层石墨的厚度是335pm．对某一层石墨中的一个六元环，正六边形环的边长是142pm，面积S=6×
（1）配合物Fe（CO）5会使合成氨等生产过程中的催化剂中毒．
①Fe（CO）5中铁的化合价为0，写出铁原子基态的电子排布式：______．该物质中含有的化学键类型有______（填字母）．
A．离子键 B．极性共价键C．非极性共价键D．配位键
②常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃．据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为______．
（2）Fe、Fe2+都能被硝酸氧化．硝酸中氮原子轨道的杂化类型为______．
（3）若向氯化铁溶液中加入少量的K4[Fe（CN）6]溶液，可生成蓝色沉淀KFe[Fe（CN）6]，如图所示的是该晶体晶胞的八分之一（K+未画出）．
①写出与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：______．
②该晶体的一个晶胞中含有的K+的个数为______．
正确答案
解：（1）①铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子和羰基之间存在配位键，碳原子和氧原子之间存在非极性共价键，故选BD，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；BD；
②分子晶体的熔沸点都较低，常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为分子晶体，故答案为：分子晶体；
（2）硝酸分子中氮原子含有3个共价单键，且不含孤电子对，所以氮原子的价层电子对是3，则氮原子采用sp2杂化，故答案为：sp2；
（3）①CN-中含有两个原子且价电子数是10，所以与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：N2，故答案为：N2；
②该晶体晶胞的
解析
解：（1）①铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子和羰基之间存在配位键，碳原子和氧原子之间存在非极性共价键，故选BD，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；BD；
②分子晶体的熔沸点都较低，常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为分子晶体，故答案为：分子晶体；
（2）硝酸分子中氮原子含有3个共价单键，且不含孤电子对，所以氮原子的价层电子对是3，则氮原子采用sp2杂化，故答案为：sp2；
（3）①CN-中含有两个原子且价电子数是10，所以与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：N2，故答案为：N2；
②该晶体晶胞的
下列基态原子的电子排布式中，其未成对电子数最多的是（ ）
正确答案
解析
解：A.1s22s22p63s23p63d64s2中未成对电子数是4；
B.1s22s22p63s23p64s1中未成对电子数是5；
C.1s22s22p63s23p63d54s1中未成对电子数是6；
D.1s22s22p63s23p63d104s1中未成对电子数是1；
通过以上分析知，原子中未成对电子数最多的是C，
故选C．
氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：
请回答下列问题：
基态B原子的电子排布式为______；B和N相比，电负性较大的是______，BN中B元素的化合价为______；
（1）在BF3分子中，F-B-F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为______；
（2）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为______（填“离子键”或“共价键”），层间作用力为______；
（4）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式分别是①______、②______．
正确答案
解：（1）硼原子核外电子数目为5，原子的电子排布式为1s22s22p1，同周期从左到右电负性依次增强，所以电负性N＞B；B第ⅢA族元素，为+3价；
故答案为：1s22s22p1；N；3；
（2）BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=
BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+
故答案为：120°；sp2杂化；正四面体；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力，
故答案为：共价键；范德华力；
（4）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO4 
B2O3+2NH3 
故答案为：B2O3+3CaF2+3H2SO4
解析
解：（1）硼原子核外电子数目为5，原子的电子排布式为1s22s22p1，同周期从左到右电负性依次增强，所以电负性N＞B；B第ⅢA族元素，为+3价；
故答案为：1s22s22p1；N；3；
（2）BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=
BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+
故答案为：120°；sp2杂化；正四面体；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力，
故答案为：共价键；范德华力；
（4）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO4
B2O3+2NH3
故答案为：B2O3+3CaF2+3H2SO4
（1）镓的基态原子的电子排布式是______．
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为______（用元素符号表示）．
（3）气态SeO3分子的立体构型为______．
（4）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是：______．
（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能与水反应生成[B（OH）4]-而体现一元弱酸的性质，则[B（OH）4]-中B的原子杂化类型为______；
（6）金属Cu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生成铜氨配离子的溶液，则该反应的离子方程式为______；
（7）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构．在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为______，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为______ g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）．
正确答案
解：（1）镓是31号元素，根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1），
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）；
（2）砷、硒、溴三种元素都是第4周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素原子4p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Br＞As＞Se，故答案为：Br＞As＞Se；
（3）气态SeO3分子中中心原子的价层电子对数为
（4）硅烷（SinH2n+2）都是分子晶体，分子晶体的沸点高低取决于分子间作用力，而分子间作用力与相对分子质量的大小有关，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强，故答案为：硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强；
（5）[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
（6）金属Cu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，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）42++2OH-+4H2O，
故答案为：Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH-+4H2O；
（7）在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数=8×
晶胞体积V=（a×10-10cm）3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则ρ=
故答案为：1：3；
解析
解：（1）镓是31号元素，根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1），
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）；
（2）砷、硒、溴三种元素都是第4周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素原子4p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Br＞As＞Se，故答案为：Br＞As＞Se；
（3）气态SeO3分子中中心原子的价层电子对数为
（4）硅烷（SinH2n+2）都是分子晶体，分子晶体的沸点高低取决于分子间作用力，而分子间作用力与相对分子质量的大小有关，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强，故答案为：硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强；
（5）[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
（6）金属Cu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，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）42++2OH-+4H2O，
故答案为：Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH-+4H2O；
（7）在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数=8×
晶胞体积V=（a×10-10cm）3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则ρ=
故答案为：1：3；
（2014秋•太原校级期末）下列关于钠元素的几种表达式错误的是（ ）
ANa+的电子排布图
BNa+的结构示意图：
C基态Na原子的电子排布式：1s22s22p53s2
D基态Na原子的价电子排布式：3s1
正确答案
解析
解：A、钠离子的核电荷数为11，核外电子数为10，核外电子排布式为1s22s22p6，电子排布图：
B、Na+的原子核内有11个质子，核外有10个电子，结构示意图为
C、基态Na原子的电子排布式：：1s22s22p63s1，故C选；
D、基态Na原子的价电子就是最外层电子，所以基态Na原子的价电子排布式：3s1，故D不选；
故选C．
下列各组粒子中核外电子总数相等的是（ ）
正确答案
解析
解：A．钾离子核外电子数=19-1=18，钠离子核外电子数=11-1=10，所以其核外电子总数不等，故A错误；
B．CO2中核外电子总数=6+8×2=22、NO2中核外电子总数=7+8×2=23，所以二者核外电子总数不等，故B错误；
C．CO中核外电子总数=6+8=14、CO2中核外电子总数=6+8×2=22，所以二者核外电子总数不等，故C错误；
D．NH2-中核外电子总数=7+1×2+1=10、CH5+中核外电子总数=6+1×5-1=10，所以二者核外电子总数相等，故D正确；
故选D．
已知M2+离子3d轨道上有5个电子，则
（1）M原子的外围电子排布图（轨道表示式）为：______．
（2）M原子的最外层电子数为______个；最高能级中电子数为______个．
（3）M元素在周期表中的位置是：______．
正确答案
解：（1）M2+离子3d轨道上有5个电子，则M的原子序数是2+8+13+2=25，即M是Mn元素，原子核外有25个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，其基态原子的外围电子排布式为3d54s2 ，锰原子的外围电子排布图
故答案为：
（2）Mn元素，原子核外有25个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，原子的最外层电子数是2个，4s能量小于3d，最高能级是3d，含有5个电子，
故答案为：2；5；
（3）原子核外电子层数与其周期数相等，锰元素位于元素周期表的第四周期，其基态原子的外围电子排布式为3d54s2 ，位于第ⅦB族，
故答案为：第四周期、ⅦB族．
解析
解：（1）M2+离子3d轨道上有5个电子，则M的原子序数是2+8+13+2=25，即M是Mn元素，原子核外有25个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，其基态原子的外围电子排布式为3d54s2 ，锰原子的外围电子排布图
故答案为：
（2）Mn元素，原子核外有25个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，原子的最外层电子数是2个，4s能量小于3d，最高能级是3d，含有5个电子，
故答案为：2；5；
（3）原子核外电子层数与其周期数相等，锰元素位于元素周期表的第四周期，其基态原子的外围电子排布式为3d54s2 ，位于第ⅦB族，
故答案为：第四周期、ⅦB族．
下列分子中所有原子不都满足最外层为8个电子结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、PCl3中P元素的化合价为+3，P原子核外电子数为5，所以3+5=8，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以|-1|+7=8，Cl原子满足8电子结构，故A不符合；
B、SiCl4中Si元素的化合价为+4，Si原子核外电子数为4，所以4+4=8，Si原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以|-1|+7=8，Cl原子满足8电子结构，故B不符合；
C、CS2中C元素的化合价为+4，C原子核外电子数为4，所以4+4=8，C原子满足8电子结构；O元素化合价为-2，O原子最外层电子数为6，所以|-2|+6=8，O原子满足8电子结构，故C不符合；
D、BF3中B元素的化合价为+3，B原子核外电子数为3，所以3+3=6，B原子不满足8电子结构；F元素化合价为-1，F原子最外层电子数为7，所以|-1|+7=8，F原子满足8电子结构，故D符合．
故选：D．
下列各原子或离子的电子排列式错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Na+电子排布式为1s22s22p6，符合能量最低原理，故A正确；
B．氟离子电子排布式为1s22s22p6，符合能量最低原理，故B正确；
C．N3+核外有4个电子，其电子排布式为：1s22s2，故C错误；
D．O2-电子排布式为1s22s22p6，符合能量最低原理，故D正确；
故选C．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．碳元素是6号元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2，故A错误；
B．基态原子吸收能量变为激发态原子，所以激发态原子能量大于基态原子能量，故B错误；
C．甲烷分子中碳原子能形成四个共价单键，氨气分子中氮原子能形成三个共价单键，且氮原子还有一个孤电子对，导致甲烷是正四面体结构，氨气分子是三角锥形结构，所以二者空间构型不同，故C错误；
D．乙烯聚合时，双键打开变为单键，导致碳原子杂化方式改变，乙烯分子中碳原子采用sp2杂化，聚乙烯分子中碳原子采用sp3杂化，故D正确；
故选：D．
下列各项叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故A正确；
B．同一电子层不同能级上的电子，自旋方向可能相同，故B错误；
C．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，故C错误；
D．原子最外层电子排布是5s1的元素，可能是Rb、Nb、Mo、Ru、Rh、Ag元素，氢氧化铷是强碱，能溶解氢氧化铝，故D错误；
故选A．
以下有关元素性质的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．核外电子排布：①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4，则①为Si、②为N、③为C、④为S，同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Si＞C＞N，Si＞S，故Si原子半径最大，即①的原子半径最大，故A正确；
B．同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，ⅤA族3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，③＞④＞②＞①，故B正确；
C．同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故①Na、K、Rb电负性依次减小，②N、P、As的电负性依次减小，③O、S、Se的电负性依次减小，④Na、P、Cl的电负性依次增大，故C正确；
D．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故D错误，
故选D．
（2015秋•宝山区期末）轨道表示式是表示原子核外电子运动状态的一种化学用语，下列有关原子的最外层的轨道表示式正确的是（ ）
A铍原子
B碳原子
C氯原子
D铝原子
正确答案
解析
解：A、铍原子的最外层的轨道表示式
B、当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，所以2p能级上电子排布图违反洪特规则，故B错误；
C、氯原子的最外层的轨道表示式为：
D、根据能量最低原理，3s轨道的能量低于3p轨道，所以电子先排满3s轨道，才能排3p轨道，所以该电子排布式违背了能量最低原理，故D错误；
故选：C．
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