- 原子结构与性质
- 共16061题
理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层（电子层），同一能层的电子，还可以分成不同的能级（轨道）．能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：
（1）根据______的不同，原子核外电子的排布可以分成不同的能层，每个能层所能排布的最多电子数为______，除K层外，其他能层为最外层时，最多只能排布______个电子．
（2）从题干信息中可以发现许多规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级数与______相等．
（3）某元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，说明它的原子核外共有______个电子层，M电子层上共有______个运动状态不同的电子，该原子最外电子层上有______个电子．
正确答案
能量
2n2
8
能层序数
4
11
2
解析
解：（1）核外电子的能量是不同的，多电子原子核外电子，是按照电子的能量由低到高的顺序，从近到远排列，离核越近能量越小，离核越远能量越大，原子核外电子的排布可以分成不同的能层，每个能层所能排布的最多电子数为2n2，最外层可以排8个（K层最多2个），
故答案为：能量；2n2；8；
（2）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，
故答案为：能层序数；
（3）多电子原子核外电子，是按照电子的能量由低到高的顺序，能层含有的能级数等于能层序数，根据该元素原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d34s2，可知：它的原子核外共有4个电子层，M电子层为第三能层，第三能层共有11个电子，根据泡利不相容原理可知，M电子层上共有11个运动状态不同的电子，该原子最外层为4s2，所以该原子最外电子层上有2个电子，
故答案为：4；11；2．
下列离子所带的电荷数与该离子核外的电子层数相等的是（ ）
正确答案
解析
解：A、Al3+核外电子数为10，有2个电子层，离子所带电荷数与电子层不相等，故A不符合；
B、Mg2+核外电子数为10，有2个电子层，离子所带电荷数与电子层相等，故B符合；
C、Be2+核外电子数为2，有1个电子层，离子所带电荷数与电子层不相等，故C不符合；
D、H+核外电子数为0，离子没有电子层，离子所带电荷数与电子层不相等，故D不符合．
故选B．
（2014•兴庆区校级一模）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．请回答下列问题：
（1）Ni原子的核外电子排布式为______；
（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO______ FeO（填“＜”或“＞”）；
（3）NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______、______；
（4）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1所示．该合金的化学式为______；
（5）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势（图2），正确的是______．
（6）BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为______和______．第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种．
（7）若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物提供孤对电子的原子是______．
正确答案
解：（1）镍属于28号元素，根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式，Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d 84s2；
（2）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO．故答案为：＞；
（3）因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6，所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6．故答案为：6；6；
（4）晶胞中镧原子数=8×
（5）a．同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以从氟到溴，其电负性逐渐减小，故正确；
b．氟元素没有正化合价，第VIIA族氯、溴元素的最高化合价数值等于其族序数，故错误；
c．第VIIA族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF分子间能形成氢键，氢键属于特殊的分子间作用力，强度大于分子间作用力，沸点最高，故错误；
d．由于卤族元素的单质均属于分子晶体，随相对分子质量增大范德华力增大，因而沸点逐渐升高，故错误；
故选a；
（6）BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp2杂化；NCl3中的N原子的价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以N原子属于sp3杂化；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IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素，
故答案为：sp2；sp3 ；3；
（7）BCl3是缺电子化合物，B原子的所有价电子已经使用，因而提供孤对电子的原子是X，故答案为：X．
解析
解：（1）镍属于28号元素，根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式，Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d 84s2；
（2）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO．故答案为：＞；
（3）因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6，所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6．故答案为：6；6；
（4）晶胞中镧原子数=8×
（5）a．同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以从氟到溴，其电负性逐渐减小，故正确；
b．氟元素没有正化合价，第VIIA族氯、溴元素的最高化合价数值等于其族序数，故错误；
c．第VIIA族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF分子间能形成氢键，氢键属于特殊的分子间作用力，强度大于分子间作用力，沸点最高，故错误；
d．由于卤族元素的单质均属于分子晶体，随相对分子质量增大范德华力增大，因而沸点逐渐升高，故错误；
故选a；
（6）BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp2杂化；NCl3中的N原子的价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以N原子属于sp3杂化；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IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素，
故答案为：sp2；sp3 ；3；
（7）BCl3是缺电子化合物，B原子的所有价电子已经使用，因而提供孤对电子的原子是X，故答案为：X．
下列各项叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，故A错误；
B、同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道都是3个，故B错误；
C、所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，故C正确；
D、CH2O的中心原子上孤对电子对数=
故选C．
写出基态镓（Ga）原子的电子排布式：______．
正确答案
1s22s22p63s23p63d104s24p1
解析
解：镓是31号元素，核外有31个电子，基态镓（Ga）原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1．
下列有关物质结构的表述正确的是（ ）
A次氯酸的电子式
B二氧化硅的分子式SiO2
C硫原子的最外层电子排布式3s23p4
D钠离子的结构示意图
正确答案
解析
解：A、次氯酸的电子式为：
B、二氧化硅是原子晶体，其结构中不存在分子，B错；
C、S是16号元素，其核外电子排布为：1s22s22p63s23p4，最外层电子排布式3s23p4，C对；
D、钠离子是钠原子失去了最外层的1个电子，其原子结构示意图为：
故选：C．
对第n电子层，若它作为原子的最外层，则容纳的电子数最多与n-l层的相同；当它作为次外层，则容纳的电子数比n+l层上电子数最多能多10个，则第n层为（ ）
正确答案
解析
解：A、若为L层，当为最外层时，容纳电子数最多为8，K只容纳2个电子；当为次外层时，最多容纳8个电子，M层最多容纳电子数为8，不可能比M层多10个电子，故A不符合；
B、若为M层，当为最外层时，容纳电子数最多为8，L容纳8个电子；当为次外层时，最多容纳18个电子，可以比N层多10个电子，故B符合；
C、若为N层，当为最外层时，由于3d与4s能级交错，最外层电子数≤2时，M容纳电子数为8～18，最外层电子数≥3时，M层容纳电子数为18，N层最多容纳8个电子，所以N与M层电子数不可能相等；当为次外层时，N层最多容纳18个电子，O层最多容纳8个电子，可以比O层多10个电子，故C不符合；
D、由A中分析可知，不可能为任意层，故D错误．
故选：B．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氯化铵是离子晶体，其构成微粒是阴阳离子，故A错误；
B．BF3中B原子、H2O中H原子、PCl5中P原子的元素化合价的绝对值与其最外层电子数之和不是8，所以这几种原子不达到8电子结构，故B错误；
C．非金属氧化物不都是酸性氧化物，如CO是不成盐氧化物，碱性氧化物都是金属氧化物，故C正确；
D．Na属于金属晶体，钠中只含金属键不含范德华力，故D错误；
故选C．
某元素质量数52，中子数28，其基态原子未成对电子数为（ ）
正确答案
解析
解：质量数52，中子数28，则该元素原子的质子数=质量数-中子数=52-28=24，
故该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，3d能级具有5个轨道，4个电子优先分别占据1个轨道，且自旋方法相同，故有6个成对电子，
故选D．
【化学一选修物质结构与性质】
有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素，除G元素外其余均为短周期主族元素．X的原子中没有成对电子，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，Z元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn+1，Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E与Q同周期，M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位，G的阳离子是胆矾晶体中的中心离子．回答下列问题：
（1）Z元素原子价层电子的轨道表示式为：______；
（2）由X、Y、Z形成的XYZ分子中，含有______个σ键．
（3）相同条件下，MQ2比YQ2在X2Q中的溶解度大的理由是______．
（4）ZE3是一种无色、无毒、无味的气体，该分子的VSEPR模型为______，分子的立体结构为______．
（5）胆矾晶体内G离子和配体之间存在______键，将该晶体溶于氨水形成深蓝色的配合物溶液，其中配离子的结构简式为______．
（6）G元素形成的单质晶体中一个原子的配位数为______．
正确答案
解：（1）由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，N元素有2个电子层，最外层有5个电子，其中2个电子占据2S轨道并且自旋方向相反，剩余3个电子分别占据Px、Py、Pz轨道，自旋方向相同，因此N元素原子价层电子的轨道表示式为：
（2）由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素，由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，所以由X、Y、Z形成的XYZ分子为HCN，HCN分子的结构式为H-C≡N，其中H-C和C-N上分别含有一个σ键，故HCN分子中共有2个σ键，故答案为：2；
（3）SO2是极性分子，H2O也是极性分子，CO2是非极性分子，根据相似相溶原理，极性分子更容易溶于极性分子，所以SO2比CO2在H2O中的溶解度大，故答案为：SO2是极性分子，H2O也是极性分子，相似相溶；
（4）NF3是SP2杂化，则VSEPR模型为四面体形，三个杂化轨道分别和F成建，且N上还有一对孤对电子，由于孤对电子的排斥，所以成了三角锥形，故答案为：四面体形；三角锥形；
（5）胆矾晶体内Cu离子和配体之间存在配位键，Cu离子溶于氨水形成Cu（NH3）42+溶液，其中配离子的结构简式为
（6）Cu单质晶体中一个Cu原子的配位数为12，故答案为12．
解析
解：（1）由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，N元素有2个电子层，最外层有5个电子，其中2个电子占据2S轨道并且自旋方向相反，剩余3个电子分别占据Px、Py、Pz轨道，自旋方向相同，因此N元素原子价层电子的轨道表示式为：
（2）由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素，由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，所以由X、Y、Z形成的XYZ分子为HCN，HCN分子的结构式为H-C≡N，其中H-C和C-N上分别含有一个σ键，故HCN分子中共有2个σ键，故答案为：2；
（3）SO2是极性分子，H2O也是极性分子，CO2是非极性分子，根据相似相溶原理，极性分子更容易溶于极性分子，所以SO2比CO2在H2O中的溶解度大，故答案为：SO2是极性分子，H2O也是极性分子，相似相溶；
（4）NF3是SP2杂化，则VSEPR模型为四面体形，三个杂化轨道分别和F成建，且N上还有一对孤对电子，由于孤对电子的排斥，所以成了三角锥形，故答案为：四面体形；三角锥形；
（5）胆矾晶体内Cu离子和配体之间存在配位键，Cu离子溶于氨水形成Cu（NH3）42+溶液，其中配离子的结构简式为
（6）Cu单质晶体中一个Cu原子的配位数为12，故答案为12．
下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是（ ）
A它的元素符号为O
B它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C它可与H2生成液态化合物
D其电子排布图为：
正确答案
解析
解：A．价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S，氧元素的价电子构型为：2s22p4，故A错误；
B．S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理知，S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，故B正确；
C．硫和氢气化合生成的硫化氢是气体而不是液体，故C错误；
D．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3p能级上电子排布图违反洪特规则，故D错误；
下列有关化学用语错误的是（ ）
A硫离子的核外电子排布式：1s22s22p6
B碳-14的原子组成符号：
C碳原子的外围电子轨道表示式：
DCl-的结构示意图：
正确答案
解析
解：A．S的原子序数为16，硫离子的核外有18电子，根据能量最低原理，其电子排布式为1s22s22p63s23p6，故A错误；
B．碳-14原子的核电荷数=质子数=6，质量数为14，该原子可以表示为614C，故B正确；
C．碳原子价电子为2s、2p，各含有2个分子，碳原子的外围电子轨道表示式：
D．Cl-的质子数为17，电子数为18，离子结构示意图为：
故选A．
（1）镓的基态原子的电子排布式是______．
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的．Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是______．
（3）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的排序是______；HCN中碳的杂化类型是______．
（4）GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似．GaN的晶胞结构如右图所示，其中与同一个Ga原子（黑色球）相连的N原子构成的空间构型为______．
（5）写出与N3-互为等电子体的分子、离子的化学式______、______（各写一种）．
正确答案
解：（1）镓位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外电子排布式为1s22s22p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，
故答案为：1s22s22p63d104s24p1；
（2）Zn和Ga处于同一周期，而锌原子价电子为3d104s2，为全充满结构，相对稳定，故Zn的第一电离能大于Ga，
故答案为：锌原子价电子为3d104s2，为全充满结构，相对稳定，第一电离能较大；
（3）由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3；HCN中生成2个σ键，未杂化轨道生成2个π键，C原子形成2个杂化轨道，采用sp杂化；
故答案为：NH3＞AsH3＞PH3；sp；
（4）由晶胞图可知与同一个镓原子相连的氮原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：4；正四面体；
（5）N3-中含有22个电子，互为等电子体的分子有N2O，、离子有CNO-；故答案为：N2O；CNO-．
解析
解：（1）镓位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外电子排布式为1s22s22p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，
故答案为：1s22s22p63d104s24p1；
（2）Zn和Ga处于同一周期，而锌原子价电子为3d104s2，为全充满结构，相对稳定，故Zn的第一电离能大于Ga，
故答案为：锌原子价电子为3d104s2，为全充满结构，相对稳定，第一电离能较大；
（3）由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3；HCN中生成2个σ键，未杂化轨道生成2个π键，C原子形成2个杂化轨道，采用sp杂化；
故答案为：NH3＞AsH3＞PH3；sp；
（4）由晶胞图可知与同一个镓原子相连的氮原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：4；正四面体；
（5）N3-中含有22个电子，互为等电子体的分子有N2O，、离子有CNO-；故答案为：N2O；CNO-．
写出下列元素基态原子的电子排布式：
Ne______ Fe______
S______ Ca______
Cu______ V______
Sc______ Ti______．
正确答案
1s22s22p6
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p4
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d34s2
1s22s22p63s23p63d14s2
1s22s22p63s23p63d24s2
解析
解：Ne元素为10号元素，原子核外有10个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p6，
故答案为：1s22s22p6；
Fe元素为26号元素，原子核外有26个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；
S元素为16号元素，原子核外有16个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，
故答案为：1s22s22p63s23p4；
Ca元素为20号元素，原子核外有20个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p64s2，
故答案为：1s22s22p63s23p64s2；
Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
V元素为23号元素，原子核外有23个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；
Sc元素为21号元素，原子核外有21个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d14s2；
Ti元素为22号元素，原子核外有22个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；
已知A元素原子的核电荷数大于B元素原子的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A元素最外层电子数为B元素的2倍，A元素原子M层电子数为K层电子数的3倍，C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，其质子数为最外层电子数的6倍．请完成下列空白．
（1）A元素的符号为：______．
（2）B元素的符号为：______．
（3）C元素的符号为：______．
正确答案
S
Al
Mg
解析
解：根据原子核外各电子层最多容纳电子的数目为2n2个，可知每层最多排电子数是：第一层排2个、第二层排8、第三层排18个、第四层排32个、第五层排50个，第六层排72个，电子总是尽先排布在离原子核较近的电子层里，A元素原子M层电子数为K层电子数的3倍，K层排2个，M层排6个，所以A为S；
A元素最外层电子数为B元素的2倍，B元素的最外层电子数为6×
C元素可假设电子层数为x，则核电荷数=质子数=4x，质子数是最外层电子数的6倍，则最外层电子数为
即A是S元素，B是Al元素，C是Mg元素，
故答案为：（1）S；（2）Al；（3）Mg．
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