- 原子结构与性质
- 共16061题
下列元素的最外层电子数为5的是（ ）
正确答案
解析
解：A、H位于第ⅠA族，最外层电子数为1，故A错误；
B、Li位于第ⅠA族，最外层电子数为1，故B错误；
C、Na位于第ⅠA族，最外层电子数为1，故C错误；
D、P位于第ⅤA族，最外层电子数为5，故D正确；
故选D．
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层电子排满的基态原子的电子排布式______．
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是______
（3）NH3中N原子的杂化方式为；根据价层电子对互斥理论推测CO32-的空间构型为______．
（4）CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有______（用化学式任定一种）；写出CaCN2发生水解反应的化学方程式______．
（5）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），其晶胞的边长为a×10-7cm，则该晶体的密度为______．
正确答案
解：（1）Ca位于第四周期、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；δ
故答案为：C＜O＜N；
（3）NH3中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp3；CO32-中C价层电子对数=
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C2-与O原子数相等，所以与CN22-互为等电子体的分子有N2O，N2与CO互为等电子体，与N2O互为等电子体的分子有CO2、BeCl2等；CaCN2与水生成NH3，同时生成CaCO3；CaCN2 +3H2O=CaCO3+2NH3↑；
故答案为：N2O；CaCN2 +3H2O=CaCO3+2NH3↑；
（5）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似，该晶胞中含有Ca为12×
解析
解：（1）Ca位于第四周期、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；δ
故答案为：C＜O＜N；
（3）NH3中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp3；CO32-中C价层电子对数=
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C2-与O原子数相等，所以与CN22-互为等电子体的分子有N2O，N2与CO互为等电子体，与N2O互为等电子体的分子有CO2、BeCl2等；CaCN2与水生成NH3，同时生成CaCO3；CaCN2 +3H2O=CaCO3+2NH3↑；
故答案为：N2O；CaCN2 +3H2O=CaCO3+2NH3↑；
（5）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似，该晶胞中含有Ca为12×
下列各项叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．s能级原子轨道都是球形的，且能层序数越大，半径也越大，故A错误；
B．在一个轨道中电子的自旋方向肯定不同，但在同一能层中电子的自旋方向是可以相同，如C原子的核外电子排布
C．Mg原子3s2能级上的2个电子吸收能量跃迁到3p2能级上，由基态转化成激发态，故C正确；
D．原子最外层电子排布是5s1的元素是Rb元素，其氢氧化物RbOH是强碱，可以与氢氧化铝（与弱碱不反应）反应，故D错误．
故选C．
某元素原子3p能级上有一个空轨道，则该元素为（ ）
正确答案
解析
解：某元素原子3p能级上有一个空轨道，根据能量最低原理，基态原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p2，故该元素为Si，故选C．
已知A、B、C、D、E、F均为前四周期元索．A元索的原子价电子排布为ns2np2，B元索的最外层电子数是其电子层数的3倍，C元索原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子．D元素原子核外的M层中只有2对成对电子．B离子与E离子具有相同的电子层结构，可形成E2B2、E2B型化合物．F元素位于元素周期表的ds区，其原子与E原子具有相同的最外层电子数．请回答下面的问题：
（1）根据以上信息推断：①B元素为______，F原子核外的价电子排布为______．D元素在______区．
（2）当n=2时，A与氢元素形成相对分子质量为28的分子中有______个σ键．
（3）当n=3时，A与B形成的晶体属于______晶体．A单质的晶体结构中，A原子采用______杂化，A原子数与A-A键数之比为______．
（4）DCl2分子中，中心原子D有______对孤对电子，用价层电子对互斥模型推测：DCl2分子的空间构型为______形．
（5）元素F的某种氧化物的晶体晶胞结构如右图所示，其中实心球表示F原子，则该氧化物的化学式为______．
（6）F元素的醋酸盐晶体局部结构如右图，该晶体中含有的化学键是______（填选项序号）．
①极性键 ②非极性键③配位键④金属键
（7）A-F六种元素中，有一种元素的部分电离能数据如下，它可能是______（写元索符号）（其中I1-I2分别表示该元素第一电离能--第七电离能）．
正确答案
氧元素
3d104s1
p
5
原子
sp3
1：2
2
V
Cu2O
①②③
P
解析
解：A、B、C、D、E、F均为前四周期元素．B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，B原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；C元素原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子，则其原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3，故C为P元素；D元素原子核外的M层中只有2对成对电子，则其原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，故D为S元素；B离子与E离子具有相同的电子层结构，核外电子数为10，可形成E2B2、E2B型化合物，则E为Na；F元素位于元素周期表的ds区，其原子与E原子具有相同的最外层电子数，则F为Cu；
（1）由上述分析可知，B为氧元素；F为Cu原子，核外电子数为29，根据能量最低原理，核外的价电子排布为3d104s1，D为S元素，外围电子排布为3s23p4，电子最后填充p能级，属于p区元素，
故答案为：氧元素；3d104s1；p；
（2）A元素的原子价电子排布为ns2np2，当n=2时A为碳元素，与氢元素形成的相对分子质量为28的分子为乙烯，含有4C-H、1个C=C，因此含有5个σ键，
故答案为：5；
（3）A元素的原子价电子排布为ns2np2，当n=3时，A是Si元素，硅和氧形成的晶体是二氧化硅晶体，属于原子晶体；Si晶体中每个Si原子与另外4个Si原子形成正四面体结构，Si原子成4个σ键、不含孤对电子，采取sp3杂化，每个Si-Si键为Si原子提供
故答案为：原子；sp3；1：2；
（4）SCl2分子中，中心原子S含有孤对电子对数=
故答案为：2；V；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中Cu原子数目=4、O原子数目=1+8×
（6）Cu为金属晶体，晶体中Cu位于顶点和面心；由Cu的醋酸盐晶体局部结构图可知，存在C-C非极性键、C=O极性共价键和铜离子提供空轨道、O原子提供孤对电子的配位键，即含有的化学键为①②③，
故答案为：①②③；
（7）相同能层电子能量相差不大，不能能层电子能量相差较大，故失去不同能层电子时电离能会发生突跃，由表中数据可知，失去第6个电子时，电离能剧增，故该元素最外层电子数为5，可能为上述P元素，
故答案为：P．
具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是（ ）
正确答案
解析
解：原子的电子层数越多，其原子半径越大，相同电子层数的原子，原子半径随着原子序数的增大而减小，
根据原子核外电子排布式知，A和D电子层数都是3，B和C电子层数都是2，所以A和D的原子半径大于B和C，
A的原子序数小于D，属于同一周期元素，同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以A的原子半径小于D，则原子半径最大的是D，
故选D．
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．
某元素原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是（ ）
正确答案
解析
解：A．该原子最外层电子的排布为4s1，应为Cr元素，3d轨道上有5个电子，位于周期表d区，符合题意，故A正确；
B．最外层电子排布为4s24p1的元素为Ga，3d轨道上有10个电子，故B错误；
C．最外层电子排布为4s24p3的元素为As，3d轨道上有10个电子，故C错误；
D.4s能量小于3d，某元素原子3d轨道上有5个电子，则4s能级上肯定有电子，故D错误．
故选A．
A、B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c，它们的离An+、Bn-、Cm-具有相同的电子层结构，且n＞m，则下列关系正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．具有相同的电子层结构的离子，阴离子核外电子数=质子数+所带的电荷数，阳离子核外电子数=质子数-所带电荷数，所以根据离子核外电子数相等得a-n=b+n=c+m，且n＞m，所以a＞c＞b，故A错误；
B．由离子核外电子数相等得a-n=b+n=c+m，且n＞m，所以a＞c＞b，故B正确；
C．根据离子核外电子数相等得a-n=b+n=c+m，a=b+2n，故C错误；
D．根据离子核外电子数相等得a-n=b+n=c+m，a=c+n+m，故D错误．
故选B．
科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示．
（1）写出基态Cu原子的核外电子排布式______；金属铜采用下列______堆积方式．
（2）Cu2+还能与NH3、Cl-等形成配位数为4的配合物．
①[Cu（NH3）4]2+中存在的化学键类型有______（填序号）．
A．配位键 B．离子键 C．极性共价键 D．非极性共价键
②已知[Cu（NH3）4]2+具有对称的空间构型，若[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的空间构型为______．
③如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为______．
（3）SO42-的VSEPR模型为______．
正确答案
1s22s22p63s23p63d104s1
C
AC
平面正方形
4
正四面体
解析
解：（1）Cu的原子序数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，Cu为最密堆积，配位数为12，C符合，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1； C；
（2）①[Cu（NH3）4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，故答案为：AC；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，故答案为：平面正方形；
③从图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶点（8个）、棱上（4个）、面上（2个）、体心（1个），根据立方体的分摊法，可知该晶胞中阴离子数目为：8×
（3）SO42-中中心原子S的价层电子对为
元素X核电荷数为a，它的阳离子Xm+与Y的阴离子Yn-的电子层结构相同，则元素Y的核电荷数为（ ）
正确答案
解析
解：设元素Y的核电荷数是b，则阴离子Yn-的核外电子数为（b+n），
因为X的核电荷数为a，它的阳离子Xm+核外电子数为（a-m），
因为阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn-电子层结构相同，即核外电子数相同
所以b+n=a-m，即b=a-m-n．
故选：D
不能确定为磷元素的化学用语是（ ）
A3s23p3
B（n+1）sn（n+1）pn+1
C
D
正确答案
解析
解：A、该微粒的核外电子排布式为[Ne]3s23p3，核外电子数为15，质子数为15，是磷元素，故A不选；
B、s能级只有1个原子轨道，最多容纳2个电子，因此n=2，（n+1）sn（n+1）pn+1为3s23p3，与A选项相同，故B不选；
C、该微粒质子数为15，为磷元素，故C不选；
D、不能确定粒子所处的能层n，因此无法判断是否为磷元素，故D选；
故选D．
A原子的结构示意图为
正确答案
解析
解：A．根据A原子的结构示意图可知该原子核外为四层，能级能量由低到高的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s，第四层为4s2，所以P能级必为3p6，故A正确；
B．按能级能量由低到高的顺序4s＜3d，所以3d能级上的电子数可以为0，如：X=20，则原子核外各层电子数分别为2、8、8、2，3d能级上的电子数为0，故B错误；
C．因能级能量3s＜3p＜4s＜3d，所以Y最小为8，最大为18，故C错误；
D．根据构造原理，各能级能量由低到高排列，所以2p，3p能级上的电子都排满为6，故D错误；
故选A．
现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5．
则下列有关比较中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、；③1s22s22p63s23p5是Cl元素，
A．第一电离能大小顺序是：③＞②＞①，故A错误；
B．原子半径大小顺序是②＞①＞③，故B错误；
C．其最高价含氧酸的酸性大小顺序是③＞①＞②，其含氧酸的顺序不一定是③＞①＞②，如次氯酸的酸性小于亚硫酸，故C错误；
D．同周期自左而右电负性逐渐增大，所以电负性大小顺序是：③＞①＞②，故D正确；
故选D．
下列叙述正确的是（ ）
①电子构型为[Ar]3d54s2的元素是过渡元素，②第一电离能：Na＜Mg＜Al，③任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，④基态铬原子的电子排布式 1S22S22p63S23d54S1，⑤某元素质量数51，中子数28，其基态原子未成对电子数为2．
正确答案
解析
解：①电子构型为[Ar]3d54s2的元素为Mn元素，处于第四周期ⅦB，是过渡元素，故①正确；
②同周期从左到右第一电离能增大，第IIA与IIIA反常，因为Mg的价电子排布式是3s2，而Al是3s23p1，所以第一电离能：Mg＞Al＞Na，故②错误；
③能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大，在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态，所以任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故③正确；
④Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故④正确；
⑤质量数51，中子数28，则该元素原子的质子数为51-28=23，故该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2，3d能级具有5个轨道，3个电子优先分别占据1个轨道，且自旋方法相同，故有3个成对电子，故⑤错误；
根据以上分析可知，正确的为①③④，
故选D．
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