- 原子结构与性质
- 共16061题
若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．外围电子排布为4d15s2，处于第五周期第ⅢB族，故A错误；
B．该元素原子最外层为5s2，有5个电子层，故B正确；
C．该元素原子最外层为5s2，最外层有2个电子，故C正确；
D．该元素原子M层上共有18个电子，故D正确，
故选D．
硫化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（ ）
正确答案
解析
解：H只有1个电子，占据1s轨道，
S原子的价电子排布式为3s23p4，3个3p原子轨道中两个含有单电子，
2个H的1s轨道分别与S的两个3p轨道电子形成共价键，
故选C．
请你回答下列问题：
（1）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素原子的价电子排布式为：______．配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子的符号为______，配位数为______．
（2）写出原子序数为26的元素原子的核外电子排布式：______．
（3）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：______和______．
正确答案
解：（1）Ti是22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为为3d24s2；配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子所带的电荷2+1=3，故中心离子为Ti3+，Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，配位数是6．
故答案为：3d24s2；Ti3+；6．
（2）原子序数为26的元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2．
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2．
（3）p能级有3个轨道，3p轨道上有2个未成对电子，则3p能级为3p2或3p4，即电子排布式为1s22s22p63s23p2或
1s22s22p63s23p4，故为Si或S．
故答案为：Si、S．
解析
解：（1）Ti是22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为为3d24s2；配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子所带的电荷2+1=3，故中心离子为Ti3+，Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，配位数是6．
故答案为：3d24s2；Ti3+；6．
（2）原子序数为26的元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2．
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2．
（3）p能级有3个轨道，3p轨道上有2个未成对电子，则3p能级为3p2或3p4，即电子排布式为1s22s22p63s23p2或
1s22s22p63s23p4，故为Si或S．
故答案为：Si、S．
下列各微粒中，核外电子总数相等的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Na和Na+的核外电子数分别为11、10，故A不选；
B．N2和CO2的核外电子数分别为7×2=14、6+8×2=22，故B不选；
C．NH4+和H3O+的核外电子数分别为7+4-1=10、3+8-1=10，故C选；
D．H2S和H2O的核外电子数分别为2+16=18、2+8=10，故D不选；
故选C．
以下能级符号不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、S能级在每一层上都有，因此存在6s能级，故A正确；
B、p能级至少在第二层及以上，故B正确；
C、d能级至少在第三层及以上，故C正确；
D、f能级至少在第四层及以上，因此不存在3f能级，故D错误；
故选：D．
某电子层当它作为最外层时，最多只能容纳8个电子，当它作为次外层时，最多只能容纳18个电子，该电子层可能是（ ）
正确答案
解析
解；A．若为M层，当为最外层时，容纳电子数最多为8；当为次外层时，最多容纳18个电子，故A符合；
B．若为K层，当为最外层时，容纳电子数最多为2；当为次外层时，最多容纳2个电子，故B不符合；
C．若为L层，当为最外层时，容纳电子数最多为8；当为次外层时，最多容纳8个电子，故C不符合；
D．若为P层，当为最外层时，容纳电子数最多为8；当为次外层时，最多容纳18个电子，故D符合；
故选：AD．
（1）Cu元素基态原子的外围电子排布式为______．
（2）元索C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为______．
（3）配合物A中碳原子的轨道杂化类型为______．
（4）1mol氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）含有σ键的数目为______．
（5）氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳．写出二氧化碳的一种等电子体：______（写化学式）．
（6）已知：硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体，其结构如图2，则该化合物的化学式是______．
正确答案
解：（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，3d、4s能级上电子为其外围电子，根据构造原理知其基态原子外围电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由由小到大的排列顺序是N＞O＞C；
故答案为：N＞O＞C；
（3）配合物A分子中一种碳有C=O，碳的杂化方式为sp2杂化，另一种碳周围都是单键，碳的杂化方式为sp3杂化；
故答案为：sp3、sp2；
（4）共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，H2N-CH2-COONa中含有8个σ键，所以1mol氨基乙酸钠中含有σ键的数目为8mol，
故答案为：8mol；
（5）一个二氧化碳分子中原子个数为3个，价电子数为16，原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，则CO2的等电子体为：N2O（或SCN-、N3-等），
故答案为：N2O（或SCN-、N3-等）；
（6）利用均摊法知，该化合物中O原子个数=1+8×
故答案为：Cu2O．
解析
解：（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，3d、4s能级上电子为其外围电子，根据构造原理知其基态原子外围电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由由小到大的排列顺序是N＞O＞C；
故答案为：N＞O＞C；
（3）配合物A分子中一种碳有C=O，碳的杂化方式为sp2杂化，另一种碳周围都是单键，碳的杂化方式为sp3杂化；
故答案为：sp3、sp2；
（4）共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，H2N-CH2-COONa中含有8个σ键，所以1mol氨基乙酸钠中含有σ键的数目为8mol，
故答案为：8mol；
（5）一个二氧化碳分子中原子个数为3个，价电子数为16，原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，则CO2的等电子体为：N2O（或SCN-、N3-等），
故答案为：N2O（或SCN-、N3-等）；
（6）利用均摊法知，该化合物中O原子个数=1+8×
故答案为：Cu2O．
下列化学用语或表达式正确的是（ ）
ANa+的电子排布式：1S22S22P6
B乙烯的结构简式CH2CH2
CN原子最外层轨道表示式：
D
正确答案
解析
A、Na+的原子核内有11个质子，核外有10个电子，电子排布式：1S22S22P6，故A正确；
B、乙烯结构简式应该为：CH2=CH2，故B错误；
C、N原子最外层5个电子，轨道表示式结合洪特规则，最外层轨道表示式缺少了2S上的2个电子，故C错误；
D、S轨道形状为球形，p轨道才是纺锤形，故D错误；
故选：A
（1）分子中各元素的第一电离能由大到小的顺序是______．
（2）推测其分子的水溶性并说明原因______．
（3）分子中N原子的杂化类型为______
（4）分子中所有的N原子______在同一平面（填“是”或“否”）
正确答案
N＞C＞H
能溶于水因为三聚氰胺分子与水分子间能形成氢键
sp2和sp3
是
解析
解：（1）同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能N＞C，氢的第一电离能最小，故答案为：N＞C＞H；
（2）分子中含有H-N、H-O的化合物能与水分子间形成氢键，三聚氰胺与水分子间形成氢键，所以三聚氰胺分子的水溶性好，故答案为：能溶于水因为三聚氰胺分子与水分子间能形成氢键；
（3）由有机物三聚氰胺结构图可知，分子中N原子形成的化学键为C=N和C-N，形成C=N时，N原子中含有3个价层电子对杂化类型为sp2；形成C-N时，N原子中含有4个价层电子对，杂化类型为sp3，
故答案为：sp2和sp3；
（4）由有机物三聚氰胺结构图可知，六元环上的N原子都是以C=N形式存在，属于sp2杂化，分子的空间构型为平面形，所以分子中所有的N原子在同一平面上；
故答案为：是．
请画出下列图形并解释其含意．
（1）1s态的界面示意图______．
（2）3dxy电子的几率密度的示意图______．
（3）3dz2轨道示意图______．
正确答案
解：（1）1s态的原子轨道为球形，球形区域内1s电子出现几率的90%，界面示意图为
故答案为：
（2）第三能层数五个d轨道（dz2、dx2-y2、dxy、dyz、dxz）中，有四个形状都为十字梅花形，分别为：dx2-y2、dxy、dyz、dxz但方向不同，
3dxy电子的几率密度的示意图为
故答案为：
（3）3dz2是五个d轨道中形状与众不同的一个，轨道示意图为
故答案为：
解析
解：（1）1s态的原子轨道为球形，球形区域内1s电子出现几率的90%，界面示意图为
故答案为：
（2）第三能层数五个d轨道（dz2、dx2-y2、dxy、dyz、dxz）中，有四个形状都为十字梅花形，分别为：dx2-y2、dxy、dyz、dxz但方向不同，
3dxy电子的几率密度的示意图为
故答案为：
（3）3dz2是五个d轨道中形状与众不同的一个，轨道示意图为
故答案为：
按要求填空．
（1）E的一种核素的质量数为63，中子数为34．E的基态原子的核外电子排布式是______基态E2+的核外电子排布式为______ E的某种化合物的结构如右图所示．微粒间的相互作用包括化学键和分子间作用力，此化合物中各种粒子间的相互作用力有______
（2）Se的基态原子价电子轨道表示式是______；Mn2+离子的电子排布式______；CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C．Si．H的电负性由大到小的顺序为______．
（3）请写出与N元素的单质互为等电子体的分子．离子的化学式______、______（各写一种）
（4）氧元素与多种元素具有亲和力，所以形成化合物的种类很多①氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为______②根据等电子原理，在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是______；1molO22+中含有的π键数目为______
（5）科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应，得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO42-互为等电子体，且该阴离子中的各种原子的最外层电子都满足8电子稳定结构．该阴离子的电子式是______．
正确答案
解：（1）E的一种核素的质量数为63，中子数为34，质子数=63-34=29，为Cu，3d达到全满，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，变为离子时失去4s上的电子然后失去3d上的电子，基态Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，水分子做配体，Cu2+为中心离子，因此存在配位键，O-H、S-O为共价键，配离子与硫酸根离子间形成离子键，水分子与水分子间形成氢键，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；1s22s22p63s23p63d9； 配位键、氢键、离子键、共价键；
（2）Se的价电子排布式为4s24p4，基态原子价电子轨道表示式
故答案为：
（3）N2有2个原子，14个电子（或10个价电子），其等电子体为CO、CN-、C22- 等，故答案为：CO、C22-；
（4）由价层电子对互斥理论可知，OF2分子中中心原子O的价层电子对数为2+
故答案为：V形；sp； 2NA；
（5）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO42-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO4 3-，其电子式为：
解析
解：（1）E的一种核素的质量数为63，中子数为34，质子数=63-34=29，为Cu，3d达到全满，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，变为离子时失去4s上的电子然后失去3d上的电子，基态Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，水分子做配体，Cu2+为中心离子，因此存在配位键，O-H、S-O为共价键，配离子与硫酸根离子间形成离子键，水分子与水分子间形成氢键，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；1s22s22p63s23p63d9； 配位键、氢键、离子键、共价键；
（2）Se的价电子排布式为4s24p4，基态原子价电子轨道表示式
故答案为：
（3）N2有2个原子，14个电子（或10个价电子），其等电子体为CO、CN-、C22- 等，故答案为：CO、C22-；
（4）由价层电子对互斥理论可知，OF2分子中中心原子O的价层电子对数为2+
故答案为：V形；sp； 2NA；
（5）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO42-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO4 3-，其电子式为：
与铜同周期、基态原子最外层电子数相同的过渡元素，其基态原子的电子排布式______．
正确答案
Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，与铜同周期、基态原子最外层电子数相同的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1．
解析
Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，与铜同周期、基态原子最外层电子数相同的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1．
下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：由于简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，原子的能量最低，氮原子能量最低排布是：
故选C．
（1）铜在元素周期表中的位置为______，镍的基态电子排布式为______．
（2）在配离子[Ni（NH3）4]2+中，配体中N元素与它相邻的C和O元素的第一电离能由大到小的顺序为______，这三种元素电负性由大到小的顺序为______；配体NH3中N原子的杂化方式为______．
（3）据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性．鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注．该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积，如图，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有______个，若已知晶胞的边长为a pm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度的数学表达式为______g•cm-3（用a和NA表示，只列式，可不用化简）．
正确答案
解：（1）铜是29号元素，原子核外有4个电子层，位于第IB族，所以铜元素位于第四周期第IB族；镍是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，
故答案为：第四周期第IB族；1s22s22p63s23p63d84s2；
（2）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族元素第一电离能大于相邻元素，所以这三种元素第一电离能大小顺序是N＞O＞C，同一周期元素中元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以这几种元素的电负性大小顺序是O＞N＞C，氨气分子中氮原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以氮原子采用sp3杂化，故答案为：N＞O＞C；O＞N＞C；sp3；
（3）每个镁原子周围距离最近的镍原子个数=3×8×
故答案为：
解析
解：（1）铜是29号元素，原子核外有4个电子层，位于第IB族，所以铜元素位于第四周期第IB族；镍是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，
故答案为：第四周期第IB族；1s22s22p63s23p63d84s2；
（2）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族元素第一电离能大于相邻元素，所以这三种元素第一电离能大小顺序是N＞O＞C，同一周期元素中元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以这几种元素的电负性大小顺序是O＞N＞C，氨气分子中氮原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以氮原子采用sp3杂化，故答案为：N＞O＞C；O＞N＞C；sp3；
（3）每个镁原子周围距离最近的镍原子个数=3×8×
故答案为：
[选修-物质结构与性质]
有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B-少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，且其核内质子数等于中子数．R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A+与D2-离子数之比为2：1．
请回答下列问题：
（1）A元素形成的晶体属于A2密堆积型式，则其晶体内晶胞类型应属于______
（填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”）．
（2）B-的电子排布式为______，在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是______杂化．
（3）C的氢化物的空间构型为______，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是______．
（4）B元素的电负性______D元素的电负性（填“＞”、“＜”或“=”）；用一个化学方程式说明B、D两元素形成的单质的氧化性强弱：______．
（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，设晶胞的棱长为a cm．试计算R晶体的密度为______．（阿伏加德罗常数用NA表示）
正确答案
解：B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，B为Cl元素；B-离子为Cl-离子，A+比B-少一个电子层，A+为Na+离子；C原子的p轨道中有3个未成对电子，C原子的外围电子排布为ns2np3，是第ⅤA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，所以为N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，为第ⅥA族元素，最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，可推知D的相对原子质量为32，其核内质子数等于中子数，所以质子数为16，D为S元素，A+是Na+离子，R是由Na+离子与D2-离子以2：1形成的离子化合物，D2-离子是S2-离子，R是硫化钠．
（1）A2密堆积型式晶胞含有2个原子，所以Na元素形成的晶体内晶胞类型应属于体心立方．
故答案为：体心立方
（2）B-离子为Cl-离子，电子排布式为ls22s22p63s23p6，CB3分子为NCl3分子，N原子有一对孤对电子，与Cl原子成3个δ键，杂化轨道数为1+3=4，所以为sp3杂化．
故答案为：ls22s22p63s23p6；sp3（3）C的氢化物为NH3，N原子采取sp3杂化，N原子有一对孤对电子，所以NH3为三角锥形，N原子电负性很强，氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高．
故答案为：三角锥形；氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
（4）B为Cl元素，D为S元素，同周期，自左而右，电负性增强，所以电负性Cl＞S．利用“在氧化还原反应中，氧化剂氧化性大于氧化产物”原理，
一般来说电负性越强，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，如在H2S+Cl2=2HCl+S↓反应中，Cl2的氧化性大于O2的氧化性．
故答案为：＞；H2S+Cl2=2HCl+S↓
（5）A+是Na+离子，D2-离子是S2-离子，根据均摊法计算，晶胞含有S2-离子个数8×
故答案为：
解析
解：B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，B为Cl元素；B-离子为Cl-离子，A+比B-少一个电子层，A+为Na+离子；C原子的p轨道中有3个未成对电子，C原子的外围电子排布为ns2np3，是第ⅤA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，所以为N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，为第ⅥA族元素，最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，可推知D的相对原子质量为32，其核内质子数等于中子数，所以质子数为16，D为S元素，A+是Na+离子，R是由Na+离子与D2-离子以2：1形成的离子化合物，D2-离子是S2-离子，R是硫化钠．
（1）A2密堆积型式晶胞含有2个原子，所以Na元素形成的晶体内晶胞类型应属于体心立方．
故答案为：体心立方
（2）B-离子为Cl-离子，电子排布式为ls22s22p63s23p6，CB3分子为NCl3分子，N原子有一对孤对电子，与Cl原子成3个δ键，杂化轨道数为1+3=4，所以为sp3杂化．
故答案为：ls22s22p63s23p6；sp3（3）C的氢化物为NH3，N原子采取sp3杂化，N原子有一对孤对电子，所以NH3为三角锥形，N原子电负性很强，氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高．
故答案为：三角锥形；氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
（4）B为Cl元素，D为S元素，同周期，自左而右，电负性增强，所以电负性Cl＞S．利用“在氧化还原反应中，氧化剂氧化性大于氧化产物”原理，
一般来说电负性越强，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，如在H2S+Cl2=2HCl+S↓反应中，Cl2的氧化性大于O2的氧化性．
故答案为：＞；H2S+Cl2=2HCl+S↓
（5）A+是Na+离子，D2-离子是S2-离子，根据均摊法计算，晶胞含有S2-离子个数8×
故答案为：
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