- 原子结构与性质
- 共16061题
第四层为最外层时，该电子层最多容纳的电子数目是（ ）
正确答案
解析
解：由于能级交错的原因，End＞E（n+1）s．当ns和np充满时（共4个轨道，最多容纳8个电子），多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入（n+1）s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个．
故选：B．
【化学--选修3物质结构与性质】
已知A、B、C、D和E5种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6，且都含有18个电子．又知B、C和D是由两种元素的原子组成．请回答：
（1）组成A分子的原子的核外电子排布式是______．
（2）B和C的分子式分别是______和______；C分子中心原子的杂化轨道类型是______，C分子的立体结构呈______形，该分子属______分子（填“极性”或“非极性”）．
（3）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成．则D的分子式是______，该反应的化学方程式是______．
（4）若将1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2mol H2O，则E的分子式是______．
正确答案
解：在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，四原子分子D为PH3或H2O2，且若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成，符合题意的D为H2O2，根据燃烧规律可知E为CH4Ox，故6+4+8x=18，所以x=1，E的分子式为CH4O，
（1）Ar原子核外电子数为18，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，
故答案为：1s22s22p63s23p6；
（2）双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，H2S中S原子价层电子对数=2+
故答案为：HCl；H2S；sp3；V；极性；
（3）四原子分子D为PH3或H2O2，若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成，符合题意的D为H2O2
，反应方程式为：2H2O2
故答案为：H2O2；2H2O2
（4）1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2mol H2O，根据燃烧规律可知E为CH4Ox，故6+4+8x=18，所以x=1，E的分子式为CH4O，
故答案为：CH4O．
解析
解：在18电子分子中，单原子分子A为Ar，B、C和D是由两种元素的原子组成，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，四原子分子D为PH3或H2O2，且若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成，符合题意的D为H2O2，根据燃烧规律可知E为CH4Ox，故6+4+8x=18，所以x=1，E的分子式为CH4O，
（1）Ar原子核外电子数为18，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，
故答案为：1s22s22p63s23p6；
（2）双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，H2S中S原子价层电子对数=2+
故答案为：HCl；H2S；sp3；V；极性；
（3）四原子分子D为PH3或H2O2，若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成，符合题意的D为H2O2
，反应方程式为：2H2O2
故答案为：H2O2；2H2O2
（4）1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2mol H2O，根据燃烧规律可知E为CH4Ox，故6+4+8x=18，所以x=1，E的分子式为CH4O，
故答案为：CH4O．
下列化学用语表示正确的是（ ）
ANa+的电子排布式：1s22s22p63s1
BFe的简化电子排布式：[Ar]4s2
CCr的外围电子排布式：3d54s1
DN的最外层电子排布图：
正确答案
解析
解：A．Na+的电子排布式：1s22s22p6，故A错误；
B．Fe是26号元素，简化电子排布式：[Ar]3d64s2，故B错误；
C．Cr核外有24个电子，根据构造原理书写，Cr外围电子排布式：3d54s1，故C正确；
D．根据洪特规则电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，故D错误；
故选C．
硼、碳、氮、硅元素的单质及其化合物是构成自然界的重要物质．
（1）硼元素原子核外电子排布式______．氮元素原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为______．
（2）甲烷是最简单的有机物，实验室可通讨下列反应制取：CH3COOHNa+NaOH
（3）甲硅烷能与硝酸银发生如下反应：SiH4+8AgNO3+2H2O→8Ag↓+SiO2↓+8HNO3该反应中硅元素被氧化，由此可判断非金属性Si比 H______ （填“强”、“弱”或“无法比较”）
（4）石墨晶体具有层状结构，在层与层之间嵌入金属K原子，能形成石墨夹层离子化合物（KC8），KC8固态时也能导电，导电的粒子是______．
正确答案
解：（1）B是5号元素，其基态原子核外有5个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p1，基态N原子核外电子排布式为：1s22s22p3，未成对电子数与成对电子数之比=3：4，
故答案为：1s22s22p1，3：4；
（2）根据元素守恒及原子守恒知，X是碳酸钠，碳酸钠是由阴阳离子构成的离子晶体，MgO晶体的熔点比CaO高都属于离子晶体，Mg2+半径比Ca2+小，键能较大，所以氧化镁晶体的晶格能大于氧化钙，导致氧化镁晶体的熔点大于氧化钙，故答案为：离子，Mg2+半径比Ca2+小，键能较大；
（3）阴离子还原性越强的元素，其非金属性越弱，该反应中硅元素被氧化，所以非金属性Si比H弱，故答案为：弱；
（4）离子化合物KC8固态时也能导电，能导电的固体中含有自由电子，所以KC8中导电的粒子是自由电子，故答案为：自由电子．
解析
解：（1）B是5号元素，其基态原子核外有5个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p1，基态N原子核外电子排布式为：1s22s22p3，未成对电子数与成对电子数之比=3：4，
故答案为：1s22s22p1，3：4；
（2）根据元素守恒及原子守恒知，X是碳酸钠，碳酸钠是由阴阳离子构成的离子晶体，MgO晶体的熔点比CaO高都属于离子晶体，Mg2+半径比Ca2+小，键能较大，所以氧化镁晶体的晶格能大于氧化钙，导致氧化镁晶体的熔点大于氧化钙，故答案为：离子，Mg2+半径比Ca2+小，键能较大；
（3）阴离子还原性越强的元素，其非金属性越弱，该反应中硅元素被氧化，所以非金属性Si比H弱，故答案为：弱；
（4）离子化合物KC8固态时也能导电，能导电的固体中含有自由电子，所以KC8中导电的粒子是自由电子，故答案为：自由电子．
（2014•新建县校级模拟）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：
①Ni原子的核外电子排布式为______；
②NiO、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“＞”）；
③NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______、______．
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；
②Ni0、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．
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；
②Ni0、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．
已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个．试推断：
（1）三种元素的名称和符号：A______，B______，C______．
（2）画出三种元素的原子结构示意图：A______，B______，C______．
正确答案
解：A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，所以A原子核外电子排布为2、4，为碳元素，B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，所以B原子核外电子排布为2、8、4，为硅元素，C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且原子序数大于B小于18，所以C原子核外电子排布为2、8、7，为氯元素，所以有，
（1）A为碳元素，符号为C，B为硅元素，符号为Si，C为氯元素，符号为Cl，故答案为：碳元素 C；硅元素 Si；氯元素 Cl；
（2）碳原子的结构示意图为
故答案为：
解析
解：A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，所以A原子核外电子排布为2、4，为碳元素，B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，所以B原子核外电子排布为2、8、4，为硅元素，C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且原子序数大于B小于18，所以C原子核外电子排布为2、8、7，为氯元素，所以有，
（1）A为碳元素，符号为C，B为硅元素，符号为Si，C为氯元素，符号为Cl，故答案为：碳元素 C；硅元素 Si；氯元素 Cl；
（2）碳原子的结构示意图为
故答案为：
MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能．
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式______．
（2）CoTiO3晶体结构模型如图1所示．在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子，周围距离最近的O原子数目分别为______个、______个．
（3）二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理．O2在其催化作用下，可将CN-氧化成CNO-，进而得到N2．与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为______、______（各写一种）．
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示．
三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是______，1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为______．
正确答案
解：（1）Mn是25号元素，其原子核外有25个电子，所以其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d54s2；
（2）根据图片知，1个Ti原子周围距离最近的O原子数目为6，1个Co原子周围距离最近的O原子数目=3×
故答案为：6；12；
（3）CNO-中含有3个原子，16个价电子，所以其得电子体为：CO2（或N2O、CS2、BeCl2等） 和N3-，
故答案为：CO2（或N2O、CS2、BeCl2等）；N3-；
（4）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp3杂化，环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp2杂化，一个三聚氰胺分子中含有15个σ 键，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为15NA，故答案为：sp2、sp3；15NA．
解析
解：（1）Mn是25号元素，其原子核外有25个电子，所以其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d54s2；
（2）根据图片知，1个Ti原子周围距离最近的O原子数目为6，1个Co原子周围距离最近的O原子数目=3×
故答案为：6；12；
（3）CNO-中含有3个原子，16个价电子，所以其得电子体为：CO2（或N2O、CS2、BeCl2等） 和N3-，
故答案为：CO2（或N2O、CS2、BeCl2等）；N3-；
（4）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp3杂化，环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp2杂化，一个三聚氰胺分子中含有15个σ 键，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为15NA，故答案为：sp2、sp3；15NA．
用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子八种微粒（离子或分子）．请回答：
（1）A元素是______．B元素是______（用元素符号表示）．
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是______．
（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其电子式是______．
（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是______．
（5）H分子中含有8个原子，其结构式是______．
（6）G分子中含有4个原子，G与C2-在酸性条件下反应的离子方程式为______．
正确答案
K
Cl
HCl
H2S
2H++H2O2+S2-=S+2H2O
解析
解：18e-微粒来源大体分三个部分：一是第三周期元素的气态氢化物及去H+的对应离子，二是第四周期的金属阳离子，三是由第二周期气态氢化物去掉氢原子后，两两结合得到的分子，共16种，阳离子K+、Ca2+；阴离子P3-、S2-、HS-、Cl-；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，
（1）含有18e-的A+、B-分别为K+、Cl-，所以A元素为K，B元素为Cl，故答案为：K；Cl；
（2）18e-微粒中由两种元素组成的双原子分子为HCl，故答案为：HCl；
（3）含18个电子的微粒中氧化能力最强的为F2，电子式为
（4）由两种元素组成的三原子分子为H2S，故答案为：H2S；
（5）含有8个原子的18e-微粒为C2H6，结构式为
（6）含有4个原子的18e-微粒中，分子式为H2O2或PH3，其中能与S2-的是H2O2，离子方程式为：2H++H2O2+S2-=S+2H2O，故答案为：2H++H2O2+S2-=S+2H2O．
和氖原子电子层结构相同的微粒是（ ）
正确答案
解析
解：氖原子核外有10个电子，有2个电子层，最外层电子数为8．
A、Na+核外有10个电子，有2个电子层，最外层电子数为8，故A符合；
B、Cl-核外有18个电子，有3个电子层，最外层电子数为8，故B不符合；
C、K+核外有18个电子，有3个电子层，最外层电子数为8，故C不符合；
D、Ar核外有18个电子，有3个电子层，最外层电子数为8，故D符合．
故选：A．
【化学一物质结构与性质】
X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，已知：
①x元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns2np2，且x原子半径小于Q的原子半径；
②Y元素是地壳中含量最多的元素；w元素的电负性略小于Y元素；在w原子的电子排布中，P轨道上只有1个未成对电子；
③Z元素的电离能数据见下表（kJ•mol-1）
（1）XY2分子空间构型为______．QX的晶体结构与金刚石的相似，其中X原子的杂化方式为______，微粒间存在的作用力是______．
（2）晶体ZW的熔点比晶体XW4明显高的原因是______．
（3）氧化物MO的电子总数与QX的相等，则M为______（填元素符号）．MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与ZW晶体相似．MO的熔点比CaO的高，其原因是______．
正确答案
解：X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，x元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns2np2，则x和Q属于第IVA族元素，所以X是C元素，Q是Si元素，Y元素是地壳中含量最多的元素，所以Y是O元素，w元素的电负性略小于Y元素，在w原子的电子排布中，P轨道上只有1个未成对电子，所以W是Cl元素，根据Z的电离能知，Z是第IA族元素，且Z的原子序数大于Y，所以Z是Na元素，
（1）CO2分子中碳原子价层电子数=2+
故答案为：直线型；SP3；共价键；
（2）一般来说，离子晶体熔点高于分子晶体，氯化钠是离子晶体，四氯化碳是分子晶体，所以晶体NaCl的熔点比晶体CCl4明显高，
故答案为：氯化钠为离子晶体而四氯化碳是分子晶体；
（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等为20，则M是Mg元素，MgO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似，相同类型的离子晶体中，晶格能与离子半径成反比，晶格能越大其熔点越高，镁离子半径小于钙离子半径，所以氧化镁的晶格能大，则MgO的熔点比CaO的高，
故答案为：Mg；镁离子半径比钙离子小，氧化镁晶格能大．
解析
解：X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，x元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns2np2，则x和Q属于第IVA族元素，所以X是C元素，Q是Si元素，Y元素是地壳中含量最多的元素，所以Y是O元素，w元素的电负性略小于Y元素，在w原子的电子排布中，P轨道上只有1个未成对电子，所以W是Cl元素，根据Z的电离能知，Z是第IA族元素，且Z的原子序数大于Y，所以Z是Na元素，
（1）CO2分子中碳原子价层电子数=2+
故答案为：直线型；SP3；共价键；
（2）一般来说，离子晶体熔点高于分子晶体，氯化钠是离子晶体，四氯化碳是分子晶体，所以晶体NaCl的熔点比晶体CCl4明显高，
故答案为：氯化钠为离子晶体而四氯化碳是分子晶体；
（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等为20，则M是Mg元素，MgO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似，相同类型的离子晶体中，晶格能与离子半径成反比，晶格能越大其熔点越高，镁离子半径小于钙离子半径，所以氧化镁的晶格能大，则MgO的熔点比CaO的高，
故答案为：Mg；镁离子半径比钙离子小，氧化镁晶格能大．
有甲、乙、丙三种元素，甲元素M层的电子数是其K层的电子数的1/2，乙元素原子核内无中子，丙元素原子核内有8个质子．
（1）依次写出甲、丙种元素的元素符号______；
（2）甲元素的原子结构示意图为______；乙和丙形成的化合物的化学键类型属于______．（填“离子键”或者“共价键”）
（3）写出甲、乙、丙三种元素组成的化合物的电子式______．
正确答案
Na；O
共价键
解析
解：甲元素M层的电子数是其K层的电子数的
（1）因甲为Na，乙为O，故答案为：Na；O；
（2）因甲为Na，所以钠的原子结构示意图为：
（3）甲、乙、丙形成的化合物是NaOH，其电子式为：
在水溶液中，YO3-与S2-发生反应的离子方程式为：YO3-+3S2-+6H+=Y-+3S↓+3H2O．请回答：
（1）（2）YO3-中Y的化合价是______．
（2）Y元素原子的最外层电子数是______，它可能处于第______族．
正确答案
+5
7
ⅦA
解析
解：（1）由YO3-符号可知酸根阴离子的化合价为-1价，氧元素为-2价，设Y元素化合价为x，则Y+（-2）×3=-1，Y=+5，故答案为：+5；
（2）由Y-可知，Y的最低负化合价为-1价，因最高正化合价+|最低负化合价|=8，所以最高正化合价为+7价，因最外层电子数=最高正化合价=主族序数，所以最外层电子数为7，处于第ⅦA族，故答案为：7；ⅦA．
气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是（ ）
正确答案
解析
解：由原子核外电子排布可知A、B、C、D依次为Si、P、S、Ge；Si和Ge同一主族，Si在Ge上方，Si第一电离能大；Si、P、S为同一周期相邻元素，P元素原子的3p轨道为半充满，电子能量较低，P元素的第一电离能大，即第一电离能P＞S＞Si．所以第一电离能P＞S＞Si＞Ge．故P原子失去1个电子吸收的能量最多．
故选B．
用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、硅酸盐、硅铁等配制而成．根据题意回答问题：
（1）Al原子的核外电子排布式为______；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______．
（2）Si原子核外有______种不同能量的电子．硅铁属于合金，它的熔点比纯铁______（填“高”、“低”或“不一定”）．
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是______，最不稳定的是______．
（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和一种气体，该气体是______，该气体在固态时属于______晶体．
正确答案
解：（1）铝是13号元素，原子核外有13个电子，根据构造原理知其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：1s22s22p63s23p1；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）Si是14号元素，原子核外有14个电子，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，所以硅原子有1s、2s、2p、3s、3p五种不同能量的电子，合金的熔点低于其成分的熔点，所以硅铁的熔点比纯铁低，故答案为：5；低；
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则Y是第VIIA元素，氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF中含有氢键导致HF的沸点大于HCl，所以该族氢化物中沸点最低的是HCl，碘的非金属性最弱，所以HI的稳定性最弱，故答案为：HCl；HI；
（4）高温下，大理石分解生成气体CO2，所以该气体是二氧化碳，固体二氧化碳中构成微粒是分子，所以属于分子晶体，故答案为：CO2；分子．
解析
解：（1）铝是13号元素，原子核外有13个电子，根据构造原理知其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：1s22s22p63s23p1；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）Si是14号元素，原子核外有14个电子，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，所以硅原子有1s、2s、2p、3s、3p五种不同能量的电子，合金的熔点低于其成分的熔点，所以硅铁的熔点比纯铁低，故答案为：5；低；
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则Y是第VIIA元素，氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF中含有氢键导致HF的沸点大于HCl，所以该族氢化物中沸点最低的是HCl，碘的非金属性最弱，所以HI的稳定性最弱，故答案为：HCl；HI；
（4）高温下，大理石分解生成气体CO2，所以该气体是二氧化碳，固体二氧化碳中构成微粒是分子，所以属于分子晶体，故答案为：CO2；分子．
某元素的原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，则此元素是（ ）
正确答案
解析
解：某元素的原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，最外层不大于8个电子，次外层不大于18个电子，当次外层是第一电子层时，次外层有2个电子，最外层上有6个电子，所以该元素是O元素；当次外层是第二电子层时，次外层有8个电子，最外层上有24个电子，不符合最外层不大于8个电子的规则，所以舍去．
故选C．
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