- 原子结构与性质
- 共16061题
（2014•新建县校级模拟）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，其价电子排布与Cu相似，Au原子的价电子排布式为______；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为______；该晶体中，原子之间的强相互作用是______；上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2（如图）的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为______．
正确答案
解：铜是29号元素，在元素周期表位置：第四周期、ⅠB族，价电子排布式为3d104s1，元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，其价电子排布与Cu相似，Au原子的价电子排布式为5d106s1；
铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则晶胞中Cu原子数目=6×
CaF2的结构如图
故答案为：5d106s1；3：1；金属键；Cu3AuH8．
解析
解：铜是29号元素，在元素周期表位置：第四周期、ⅠB族，价电子排布式为3d104s1，元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，其价电子排布与Cu相似，Au原子的价电子排布式为5d106s1；
铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则晶胞中Cu原子数目=6×
CaF2的结构如图
故答案为：5d106s1；3：1；金属键；Cu3AuH8．
化合物N5AsF6中含有高能量的阳离子N5+，下列有关叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
：解：A、N5+核外电子数为7×5-1=34，故A正确；
B、N元素是非金属元素，同种非金属元素原子之间以共价键结合，N5+中氮原子间以共价键结合，故B正确；
C、化合物中氟元素化合价为-1价，N5的化合价+1价，所以As的化合价为0-1-6×（-1）=+5，故C错误；
D、氟元素非金属性很强，没有正化合价，氟原子最外层有7个电子，化合物N5ASF6中F的化合价为-1价，故D正确．
故选：C．
一水硫酸四氨合铜（Ⅱ）[Cu（NH3）4]SO4•H2O是一种重要的染料及农药中间体．请回答下列相关问题：
（1）Cu2+基态时的核外电子排布式为______．
（2）NH
（3）[Cu（NH3）4]SO4•H2O制备过程如下：
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，刚开始时看到现象是______；有关反应化学方程式为______；继续滴加氨水，又看到______；有关反应的离子方程式为______；出现此种现象的原因是生成了[Cu（NH3）4]2+，写出该离子的结构简式（必须将配位键表示出来）______；再加入无水酒精又看到的现象是
______，无水酒精的作用是______． 如果把酒精蒸汽通过盛有灼热氧化铜的直玻璃管，写出反应的化学方程式______．
正确答案
解：（1）Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+，Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，
故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）NH4+中，N原子成4个N-H，采取sp3杂化，铵根离子中不含孤对电子，所以铵根离子为正四面体结构，
故答案为：正四面体；sp3；
（3）向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，刚开始时生成氢氧化铜沉淀，反应方程式为：CuSO4+2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+（NH4）2SO4，所以会看到出现蓝色沉淀；继续滴加氨水，氢氧化铜发生反应：Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-，则氢氧化铜蓝色沉淀消失，变为深蓝色溶液；[Cu（NH3）4]2+中铜离子含有空轨道、水分子中O原子含有孤电子对，二者形成配位键，配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，则该配离子为
由于乙醇能够降低一水硫酸四氨合铜在水中的溶解度，则加入乙醇后会观察到析出深蓝色晶体；
如果把酒精蒸汽通过盛有灼热氧化铜的直玻璃管，二者发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：CH3CH2OH+CuO
故答案为：出现蓝色沉淀；CuSO4+2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+（NH4）2SO4；蓝色沉淀消失，变为深蓝色溶液；Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；
解析
解：（1）Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+，Cu2+的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，
故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）NH4+中，N原子成4个N-H，采取sp3杂化，铵根离子中不含孤对电子，所以铵根离子为正四面体结构，
故答案为：正四面体；sp3；
（3）向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，刚开始时生成氢氧化铜沉淀，反应方程式为：CuSO4+2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+（NH4）2SO4，所以会看到出现蓝色沉淀；继续滴加氨水，氢氧化铜发生反应：Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-，则氢氧化铜蓝色沉淀消失，变为深蓝色溶液；[Cu（NH3）4]2+中铜离子含有空轨道、水分子中O原子含有孤电子对，二者形成配位键，配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，则该配离子为
由于乙醇能够降低一水硫酸四氨合铜在水中的溶解度，则加入乙醇后会观察到析出深蓝色晶体；
如果把酒精蒸汽通过盛有灼热氧化铜的直玻璃管，二者发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：CH3CH2OH+CuO
故答案为：出现蓝色沉淀；CuSO4+2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+（NH4）2SO4；蓝色沉淀消失，变为深蓝色溶液；Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；
铜锰氧化物（CuMnO4）可以在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛，因而对新装修的住房有益．
（1）基态Cu2+的电子排布式为______．
（2）甲醛（HCHO）中C原子的杂化方式为______，它的空间构型为______，1mol甲醛分子中含______molσ键．
（3）CO常与金属形成羰基化合物，Fe（CO）5的结构示意图是______；与CO互为等电子体的分子、离子分别是______、______．
正确答案
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu2+，故Cu2+离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）甲醛分子中含有碳氧双键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，因甲醛中碳原子采取sp2杂化，则分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键，1mol碳氧σ键，故1mol甲醛分子中含3molσ键；故答案为：sp2杂化；
平面三角形；3；
（3）Fe（CO）5的结构示意图是
故答案为：
解析
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu2+，故Cu2+离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d9，故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）甲醛分子中含有碳氧双键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，因甲醛中碳原子采取sp2杂化，则分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键，1mol碳氧σ键，故1mol甲醛分子中含3molσ键；故答案为：sp2杂化；
平面三角形；3；
（3）Fe（CO）5的结构示意图是
故答案为：
下列原子中，核外电子层数与最外层电子数互不相等的是（ ）
正确答案
解析
解：A、H 核外电子层数与最外层电子数都是1，故A不选；
B、Be核外电子层数是2，最外层电子数是2，故B不选；
C、Mg核外电子层数是3，最外层电子数是2，故C选；
D、Al核外电子层数是3，最外层电子数是3，故D不选；
故选C．
硼元素B在化学中有很重要的地位．硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广．请回答下列问题：
（1）写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式______，从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为______．
（2）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料，同属原子晶体的氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是______．
（3）在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是______，SiF4微粒的空间构型是______．
（4）科学家发现硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列．如图所示是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上．根据图示确定硼化镁的化学式为______．
正确答案
解：（1）Ga是31号元素，其核外有31个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子分布式为：[Ar]3d104s24p 1，同一周期，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族元素大于其相邻元素，所以B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，故答案为：[Ar]3d104s24p 1，N＞O＞B；
（2）原子晶体的硬度与原子半径、键长成反比，N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短，所以氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性，故答案为：N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短；
（3）在BF3分子中B原子的价层电子对=3，且没有孤电子对，所以中心原子的杂化轨道类型是sp2杂化，SiF4中硅原子含有4个共价键，且不含孤电子对，所以它的空间构型是正四面体型，故答案为：sp2，正四面体；
（4）根据投影可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为
解析
解：（1）Ga是31号元素，其核外有31个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子分布式为：[Ar]3d104s24p 1，同一周期，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族元素大于其相邻元素，所以B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，故答案为：[Ar]3d104s24p 1，N＞O＞B；
（2）原子晶体的硬度与原子半径、键长成反比，N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短，所以氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性，故答案为：N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短；
（3）在BF3分子中B原子的价层电子对=3，且没有孤电子对，所以中心原子的杂化轨道类型是sp2杂化，SiF4中硅原子含有4个共价键，且不含孤电子对，所以它的空间构型是正四面体型，故答案为：sp2，正四面体；
（4）根据投影可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为
核电荷数为1～20的元素中，次外层电子数是最外电子层电子数4倍的元素共有（ ）
正确答案
解析
解：在核电荷数为1～20 的元素中，当有2个电子层时，次外层电子数是2，不可能是最外电子层电子数4倍，当有3个电子层时，次外层电子数是8，最外电子层电子数2，符合题意的是镁；当有4个电子层时，次外层电子数是8，最外电子层电子数2，符合题意的是钙，共有镁、钙两种，
故选C．
下列取代基或微粒中，碳原子都满足最外层为8电子结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、-CH2CH3中CH3中碳形成4对共用电子对，满足8电子．CH2中碳原子不满足，与碳原子形成1对共用电子对，与氢原子共形成2对共用电子对，含有1个单电子，最外层电子数为4+3=7，故A不符合；
B、（CH3）3C+中CH3中碳形成4对共用电子对，满足8电子．中心碳原子与另三个碳原子形成3对共用电子对，且中心碳原子失去一个电子，最外层电子数为4+3-1=6，故B不符合；
C、碳化钙中，碳原子之间形成碳碳叁键，每个碳原子形成3个共用电子，钙原子为每个碳原子提供1个电子，碳原子最外层都是为4+3+1=8，故C符合；
D、碳原子与两个氢原子形成2对共用电子对，碳原子最外层电子数为4+2=6，故D不符合．
故选：C．
下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）
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．F原子核外有9个电子，核外电子排布式为1s22s22p5，故B正确；
C．Cl-电子排布式为1s22s22p63s23p6，故C错误；
D．Ar原子核外有18个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故D正确；
故选C．
下列分子中的所有原子满足最外层8电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A．H原子最外层只有1个电子，则HCl分子中H原子最外层含有2个电子，不满足条件，故A错误；
B．BF3中，B元素位于第ⅢA族，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B错误；
C．NCl3中N原子和Cl原子的最外层都达到8电子稳定结构，故C正确；
D．PCl5中P元素化合价为+5，P原子最外层电子数为5，所以5+5=10，P原子不满足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D错误；
故选C．
原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2．则T元素的基态原子外围电子（价电子）排布式为______；Q3+离子的核外未成对电子数是______．
正确答案
3d84s2
5
解析
解：原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，则Q、T处于第Ⅷ族，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe元素，T为Ni元素，Ni元素是28号元素，Ni原子价电子排布式为3d84s2，Fe3+的核外电子排布式为1s24s22p63s23d5，3d能级有5个单电子，
故答案为：3d84s2；5．
【化学物质结构与性质】
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH4）3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得．
①基态Ti3+的未成对电子有______个．
②LiBH4由Li+和BH-4构成，BH-4呈四面体构型．LiBH4中不存在的作用力有______（填标号）
a．离子键 b．共价键℃．金属键 d．配位键．
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______．
（2）佥属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料．
①LiH中，离子半径Li+______H-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物．M的部分电离能如表所示：
M是______（填元素符号）．
（3）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示．该合金的化学式为______．
正确答案
解：（1）①基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，其未成对电子数是1，故答案为：1；
②Li+和BH-4之间存在离子键，硼原子和氢原子之间存在共价键、配位键，所以该化合物中不含金属键，故选c；
③非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Li，
故答案为：H＞B＞Li；
（2）①Li+和H-的电子层结构相同，锂元素的原子序数大于氢元素，所以离子半径Li+＜H-，故答案为：＜；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，故答案为：Mg；
（3）La的原子个数=
解析
解：（1）①基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，其未成对电子数是1，故答案为：1；
②Li+和BH-4之间存在离子键，硼原子和氢原子之间存在共价键、配位键，所以该化合物中不含金属键，故选c；
③非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Li，
故答案为：H＞B＞Li；
（2）①Li+和H-的电子层结构相同，锂元素的原子序数大于氢元素，所以离子半径Li+＜H-，故答案为：＜；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，故答案为：Mg；
（3）La的原子个数=
在下列分子结构中，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．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A错误；
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．BF3中，B原子的最外层电子为：3+3=6，不满足8电子稳定结构，F原子的最外层电子为：7+|-1|=8，故C正确；
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错误．
故选C．
下列具有相同电子层数的一组原子是（ ）
正确答案
解析
解：A、H元素原子核外电子数为1，有1个电子层；Li元素原子核外电子数为3，有2个电子层，故A不符合；
B、Na元素原子核外电子数为11，有3个电子层；Al元素原子核外电子数为13，有3个电子层，故B符合；
C、F元素原子核外电子数为9，有2个电子层；Cl元素原子核外电子数为17，有3个电子层，故C不符合；
D、O元素原子核外电子数为6，有2个电子层；S元素原子核外电子数为16，有3个电子层，故D不符合．
故选：B．
（2016春•遂宁校级月考）已知某元素+3价离子的电子排布为：1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置正确的是（ ）
正确答案
解析
解：某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23+3=26，为Fe元素，原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，位于元素周期表的d区，
故选C．
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