- 原子结构与性质
- 共16061题
核电荷数为15的原子，n层电子个数最多，n层为（ ）
正确答案
解析
解：核电荷数为15的原子，核外电子数为15，根据原子核外电子排布规则，K层2个电子、L层8个电子、M层5个电子，其原子结构示意图为
故选D．
下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
正确答案
解析
解：A．价层电子排布为2S22P2的元素为C，价层电子排布为2S22P4的元素为O，二者可形成CO2，故A不选；
B．价层电子排布为3S23P4的元素为S，价层电子排布为2S22P4的元素为O，二者可形成SO2，故B不选；
C．价层电子排布为3S2的元素为Mg，价层电子排布为2S22P5的元素为F，二者可形成MgF2，故C不选；
D．价层电子排布为3S1的元素为Na，价层电子排布为3S23P4的元素为S，二者可形成Na2S，与题目不符，故D选．
故选D．
在下列化合物中阴、阳离子的电子层结构一样的是（ ）
正确答案
解析
解：A、CaO钙离子三个电子层，而氧负离子二个电子层，故A错误；
B、金属钾在氯的下一周期，故B正确；
C、镁与氯同一周期，故C错误；
D、钠与硫同一周期，故D错误；
故选：B．
4p轨道填充一半的元素，其原子序数是（ ）
正确答案
解析
解：根据能量最低原理可知，4p轨道填充一半的元素，原子核外电子排布应为1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子核外有33个电子，则原子序数为33，
故选B．
下列分子的结构中，原子的最外层电子不能都满足8电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A．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A不选；
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不选；
C．CCl4中，C原子的最外层电子为：4+4=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
C不选；
D．NO2中，N原子的最外层电子为：5+4=9，O原子的最外层电子为：6+|-2|=8，不能都满足8电子稳定结构，故D选．
故选D．
某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域．
（1）基态氮原子的核外电子排布式为______
（2）工业上将氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应生成X和 CO，X的晶体结构如图，其化学式为______，该反应的化学方程式为______．
（3）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______．
（4）X晶体中氮原子的杂化轨道类型为______杂化，晶体中包含的化学键类型为______．
A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．金属键
（5）若X的密度为ρg/cm3，试计算晶体中最近的两个N原子的距离为______cm．（阿伏加德罗常数的值用NA表示）
正确答案
解：（1）氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为1s22s22p3，
故答案为：1s22s22p3；
（2）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子
故答案为：AlN；Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO；
（3）氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，它们都是原子晶体，所以氮化硼的熔点比AlN高，
故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；
（4）由AlN的晶胞结构可知，一个N原子与距离最近的四个Al原子成键，因此N采取sp3杂化，根据X的结构可知，每个铝和氮周围都有四个共价键，都达八电子稳定结构，而铝原子最外层原来只有三个电子，氮原子最外层有5个电子，所以在AlN中有配位键，根据AlN的性质可知它为原子晶体，所以晶体中含有共价键，
故答案为：sp3；BC；
（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的
根据晶胞的密度ρ=
进而求得底面对角线的长度为
故答案为：
解析
解：（1）氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为1s22s22p3，
故答案为：1s22s22p3；
（2）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子
故答案为：AlN；Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO；
（3）氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，它们都是原子晶体，所以氮化硼的熔点比AlN高，
故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；
（4）由AlN的晶胞结构可知，一个N原子与距离最近的四个Al原子成键，因此N采取sp3杂化，根据X的结构可知，每个铝和氮周围都有四个共价键，都达八电子稳定结构，而铝原子最外层原来只有三个电子，氮原子最外层有5个电子，所以在AlN中有配位键，根据AlN的性质可知它为原子晶体，所以晶体中含有共价键，
故答案为：sp3；BC；
（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的
根据晶胞的密度ρ=
进而求得底面对角线的长度为
故答案为：
下列各选项所述的两个量，前者一定大于后者的是（ ）
①Al原子和N原子的未成对电子数；②Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数；③NaCl的晶格能与MgO的晶格能；④F元素和O元素的电负性；⑤N元素和O元素的第一电离能；⑥H原子和H+离子的半径．
正确答案
解析
解：①、Al原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，未成对电子数为1，N原子的核外电子排布为1s22s22p3，未成对电子数为3，未成对电子数前者小于后者，故①错误；
②、Ag+与NH3形成[Ag（NH3）2]+，Cu2+与NH3形成[Cu（NH3）4]2+，配位数前者小于后者，故②错误；
③、MgO晶体中离子所带电荷较NaCl多、离子半径较NaCl小，故MgO晶格能越大，故③错误；
④、同周期自左而右电负性增大，故导电性F＞O，故④正确；
⑤、N元素原子2p能级含有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去电子需要的能量较大，第一电离能高于氧元素，故⑤正确；
⑥、氢原子形成氢离子，失去1个电子层，故氢原子半径大于相应的氢离子半径，故⑥正确；
故选C．
[化学--物质结构与性质]
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增．已知：
①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子（外围电子）排布msnmpn
③R原子核外L层电子数为奇数；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4．
请回答下列问题：
（1）Z2+的核外电子排布式是______．
（2）在[Z（NH3）4]2+离子中，Z2+的空间轨道受NH3分子提供的______形成配位键．
（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是______．
a．稳定性：甲＞乙，沸点：甲＞乙 b．稳定性：甲＞乙，沸点：甲＜乙
c．稳定性：甲＜乙，沸点：甲＜乙 d．稳定性：甲＜乙，沸点：甲＞乙
（4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为______（用元素符号作答）
（5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为______．
（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于______．
正确答案
解：由29号为Cu元素．Y价电子：msnmpn中n只能取2，又为短周期，则Y可能为C或Si．R的核外L层为奇数，则可能为Li、B、N或F．Q、X的p轨道为2和4，则C（或Si）和O（或S）．又五种元素原子序数依次递增．所以可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si．
（1）Cu的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9，故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）Cu2+可以与NH3形成配合物，其中NH3中N提供孤对电子，Cu2+提供空轨道，而形成配位键，故答案为：孤对电子（孤电子对）；
（3）Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH4＞SiH4．因为SiH4的相对分子质量比CH4大，故分子间作用力大，沸点高，故答案为：b；
（4）C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以N＞C＞Si，故答案为：Si＜C＜N；
（5）C、H形成的相对分子质量为26的物质为C2H2，结构式为H-C≡C-H，C-H之间单键是σ键，C≡C叁键中有两个是σ键一个π键，所以σ键与π键数之比为3：2，故答案为：3：2；
（6）电负性最大的非元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO2，构成微粒是原子，作用力是共价键，则属于原子晶体，故答案为：原子晶体．
解析
解：由29号为Cu元素．Y价电子：msnmpn中n只能取2，又为短周期，则Y可能为C或Si．R的核外L层为奇数，则可能为Li、B、N或F．Q、X的p轨道为2和4，则C（或Si）和O（或S）．又五种元素原子序数依次递增．所以可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si．
（1）Cu的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9，故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）Cu2+可以与NH3形成配合物，其中NH3中N提供孤对电子，Cu2+提供空轨道，而形成配位键，故答案为：孤对电子（孤电子对）；
（3）Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH4＞SiH4．因为SiH4的相对分子质量比CH4大，故分子间作用力大，沸点高，故答案为：b；
（4）C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以N＞C＞Si，故答案为：Si＜C＜N；
（5）C、H形成的相对分子质量为26的物质为C2H2，结构式为H-C≡C-H，C-H之间单键是σ键，C≡C叁键中有两个是σ键一个π键，所以σ键与π键数之比为3：2，故答案为：3：2；
（6）电负性最大的非元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO2，构成微粒是原子，作用力是共价键，则属于原子晶体，故答案为：原子晶体．
主族元素A和B可形成组成为AB2型的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为（ ）
正确答案
解析
解：主族元素的最高化合价与其族序数相等，最低化合价=其族序数-8，主族元素A和B可形成组成为AB2型的离子化合物，主族元素中，金属元素的正化合价为+1到+3，该化合物中A为+2价，B为-1价，所以A是第IIA族元素，B是第VIIA族元素，则A、B的最外层电子排布式为：ns2和ns2np5，故选C．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．非金属元素呈现的最高化合价等于原子最外层电子数，不超过该元素原子的最外层电子数，故A正确；
B．非金属元素呈现的最低化合价为原子最外层电子数-8，最高化合价等于原子最外层电子数，故B错误；
C．He最外层电子数为2，为非金属元素，故C错误；
D．最外层有5个电子的原子位于周期表第ⅤA族，第ⅤA元素既有金属元素也有非金属元素，故D正确；
故选AD．
按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（ ）
正确答案
解析
解：A．能量3d＞4s，故A错误；
B．根据构造原理可知能量3s＞2p，故B错误；
C．符合能级构造原理，能量顺序正确，故C正确；
D．能量4p＞3d，4s＞3p，故D错误．
故选C．
一项科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）向一定物质的量浓度的Cu（NO3）2 和Mn（NO3）2 溶液中加入Na2CO3 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4．
①Mn2+基态的电子排布式可表示为______．
②NO3-的空间构型是______ （用文字描述）．
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为CO2，HCHO 被氧化为CO2 和H2O．
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为______．
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为______．
③1mol CO2中含有的σ键数目为______．
④CO2的电子式为______．
⑤比Cu的原子序数小5的元素原子外围电子排布式为______．
正确答案
1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）
平面三角形
C≡O
sp3杂化
2×6.02×1023个（或2mol）
3d54s1
解析
解：（1）①Mn的原子序数为25，基态原子的电子排布式为，1s22s22p63s23p63d54s2，则Mn2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），
故答案为：1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）；
②NO3-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（2）①N2与CO为等电子体，二者结构相似，N2的结构为N≡N，则CO的结构为C≡O，
故答案为：C≡O；
②H2O 分子中O形成2个δ键，孤电子对数为
故答案为：sp3杂化；
③CO2的结构式为O=C=O，分子中C形成2个δ键，则1molCO2中含有的σ键数目为×6.02×1023个（或2mol），
故答案为：2×6.02×1023个（或2mol）；
④二氧化碳是由C与O组成的共价化合物，结构式为O=C=O，电子式为
故答案为：
⑤比Cu的原子序数小5的元素是Cr，含有24个电子，3d能级上达到半满稳定状态，价电子排布式为3d54s1，
故答案为：3d54s1．
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用．回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为______；
（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为______；
（3）肼-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，正极的反应式为______．
正确答案
解：（1）氮原子核外有7个电子，K层有2个电子，L层有5个电子，故答案为：5；
（2）氨气和次氯酸钠发生氧化反应，次氯酸钠做氧化剂，生成肼、氯化钠和水，依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式为：：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，
故答案为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；
（3）肼、氧气碱性燃料电池中，肼所在电极为负极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-．
解析
解：（1）氮原子核外有7个电子，K层有2个电子，L层有5个电子，故答案为：5；
（2）氨气和次氯酸钠发生氧化反应，次氯酸钠做氧化剂，生成肼、氯化钠和水，依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式为：：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，
故答案为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；
（3）肼、氧气碱性燃料电池中，肼所在电极为负极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-．
下列粒子中，核外电子总数相同的是（ ）
①F- ②Na+ ③Ne ④K+ ⑤
正确答案
解析
解：①F-中质子数为9，带1个单位负电荷，所以核外电子数为9+1=10；
②Na+中质子数为11，带1个单位正电荷，所以核外电子数为11-1=10；
③Ne是中性原子，质子数为10，所以核外电子数为10；
④K+中质子数为19，带1个单位正电荷，所以核外电子数为19-1=18；
⑤
所以①②③⑤核外电子数相同．
故选：A．
某主族元素的原子，M层上有一个半充满的电子层，这种原子的质子数是（ ）
正确答案
解析
解：某主族元素的原子，M层上有一个半充满的电子层，则半充满的能级可能是3s能级也可能是3p能级，如果是3s能级，则该能级填充1个电子，所以其核外有11个电子，核内有11个质子，如果是3p能级，该能级填充3个电子，所以其核外有15个电子，核内有15个电子，故选C．
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