- 原子结构与性质
- 共16061题
电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是（ ）
正确答案
解析
解：电子排布式为[Ar]3d54s2的元素，其质子数为25，为Mn元素，处于周期表中第四周期ⅦB族，属于过渡元素．故ACD错误，B正确．
故选：B
近期，科学家用NaNO3和Na2O在573K下反应制得了离子化合物NaxNO4，经测定，在NO4x-中的各原子的最外层电子都达到了8个电子稳定结构，则x为（ ）
正确答案
解析
解：NO4x-中各原子最外层电子都达到8电子结构，需32个电子，而一个N原子和4个O原子最外层共有（5+4×6=29）个电子，故还需得到3个电子，因此x=3．
故选C．
（1）Li3N 晶体中氮以 N3-存在，基态N3-的电子排布式为______．
（2）已知N≡N的键能为 942kJ•mol-1，N-N 单键的键能为247kJ•mol-1，说明N2分子中的______键比______键稳定（选填“σ”或“π”）．
（3）（CH3）3 NH+ 和AlCl4-可形成离子液体．离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂______（填“大”或“小”），可用作______（填代号）．
a．助燃剂 b．“绿色”溶剂 c．复合材料 d．绝热材料
（4）已知 x+中所有电子正好充满 K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶体结构如图1所示．则X的元素符号是______，与同一个N3-相连的x+共有______个．
（5）砷化镓属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措，已知砷化镓的晶胞结构如图2所示．
①下列说法正确的是______（选填序号）．
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B．第一电离能：As＞Ga
C．电负性：As＞Ga D．砷和镓都属于p区元素
E．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体
②砷化镓的制备方法是将（CH3）3Ga和AsH3在700℃的密闭容器中进行，反应的化学方程式为______；AsH3分子的空间形状为______；（CH3）3Ga中镓原子杂化方式为______．
③Ga原子核外的价电子排布式为______．
④AsH3沸点比NH3低，其原因是______．
正确答案
解：（1）N原子原子序数为7，N3-离子原子核外共有10个电子，且最外层达到稳定结构，根据能量最低原理可写出电子排布式为1S22S22P6，
故答案为：1S22S22P6；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为
故答案为：π；σ；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，
故答案为：小；b；
（4）X+所含电子=2+8+18=28，所以X为29号Cu元素，从图上看○少●多，结合X3N知，○为N3-，以顶角上的○为中心，距离最近的X+有3个．构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体，则每个N3-周围有X+：8×3×
故答案为：Cu；6．
（5）①A．GaAs晶体中As分布于晶胞体心，Ga分布于顶点和面心，而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心，二者结构不同，故A错误；
B．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，则第一电离能：As＞Ga，故B正确；
C．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As＞Ga，故C正确；
D．砷和镓的价层电子都为sp电子，位于周期表p区，故D正确；
E．GaP的价层电子为3+5=8，SiC的价层电子为4+4=8，GaAs价层电子数为3+5=8，则为等电子体，故E正确；
故答案为：BCDE；
②反应为（CH3）3Ga和AsH3，生成为GaAs，根据质量守恒可知还应有和CH4，反应的化学方程式为：（CH3）3Ga+AsH3
故答案为：（CH3）3Ga+AsH3
③Ga的原子序数为31，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，价电子排布式为4s24p1，故答案为：4s24p1；
④N原子半径较小，电负性较大，对应的NH3分子间能形成氢键，沸点较高，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键，沸点较低，
故答案为：NH3分子间能形成氢键，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键．
解析
解：（1）N原子原子序数为7，N3-离子原子核外共有10个电子，且最外层达到稳定结构，根据能量最低原理可写出电子排布式为1S22S22P6，
故答案为：1S22S22P6；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为
故答案为：π；σ；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，
故答案为：小；b；
（4）X+所含电子=2+8+18=28，所以X为29号Cu元素，从图上看○少●多，结合X3N知，○为N3-，以顶角上的○为中心，距离最近的X+有3个．构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体，则每个N3-周围有X+：8×3×
故答案为：Cu；6．
（5）①A．GaAs晶体中As分布于晶胞体心，Ga分布于顶点和面心，而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心，二者结构不同，故A错误；
B．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，则第一电离能：As＞Ga，故B正确；
C．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As＞Ga，故C正确；
D．砷和镓的价层电子都为sp电子，位于周期表p区，故D正确；
E．GaP的价层电子为3+5=8，SiC的价层电子为4+4=8，GaAs价层电子数为3+5=8，则为等电子体，故E正确；
故答案为：BCDE；
②反应为（CH3）3Ga和AsH3，生成为GaAs，根据质量守恒可知还应有和CH4，反应的化学方程式为：（CH3）3Ga+AsH3
故答案为：（CH3）3Ga+AsH3
③Ga的原子序数为31，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，价电子排布式为4s24p1，故答案为：4s24p1；
④N原子半径较小，电负性较大，对应的NH3分子间能形成氢键，沸点较高，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键，沸点较低，
故答案为：NH3分子间能形成氢键，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键．
（1）以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况．试判断，违反了泡利原理的是______，违反了洪特规则的是______．
（2）某元素的激发态（不稳定状态）原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为______；其最高价氧化物对应水化物的化学式是______．
（3）用符号“＞”、“＜”或“=”表示下列各项关系．
①第一电离能：Na______Mg，Mg______Ca．
②电负性：O______F，F______Cl．
③能量高低：ns______（n+1）s，ns______np．
④主族序数______价电子数______元素最高正化合价．
正确答案
②
③⑤
1s22s22p63s23p4
H2SO4
＜
＞
＜
＞
＜
＜
=
=
解析
解：（1）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；
洪特规则是指在同一个电子亚层中排布的电子，总是尽先占据不同的轨道，且自旋方向相同；
所以违反泡利不相容原理的有②，违反洪特规则的有 ③⑤，
故答案为：②；③⑤；
（2）根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，该元素是S元素，S元素最外层有6个电子，其最高化合价是+6价，其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，其化学式为H2SO4，
故答案为：1s22s22p63s23p4；H2SO4；
（3）①同一周期中，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族元素大于相邻元素，同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以第一电离能：Na＜Mg，Mg＞Ca，
故答案为：＜；＞；
②同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以电负性：O＜F，F＞Cl，
故答案为：＜；＞；
③电子的能层越大其能量越高，同一能层的电子，按s、p、d、能量逐渐增大，所以能量高低：ns＜（n+1）s，ns＜np，
故答案为：＜；＜；
④主族元素中，其族序数与其价电子数、最高正化合价相等，所以主族序数=价电子数=元素最高正化合价，
故答案为：=；=．
美国科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了铝的“超级原子”结构-Al13和Al14．已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40个时处于相对稳定状态．下列说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．同位素的分析对象为质子数相同而中子数不同的原子，而超原子的质子、中子均相同，故A错误；
B．Al13 超原子中Al原子间是通过共有电子对成键，所以以共价键结合，故B错误；
C．Al13的价电子为3×13=39，易得电子，形成阴离子，而All4的价电子为3×14=42，易失去电子，形成阳离子，故C错误；
D．All4的价电子为3×14=42，当具有40个价电子时最稳定，当价电子数是42时，则易失去2个电子，则与ⅡA族元素性质相似，故D正确；
故选D．
OCN-与Fe2+结合成[Fe（OCN）6]4-，经检测在Fe2+的原子轨道中不存在未成对电子，3d电子以成对电子的方式占据轨道，则Fe2+提供______种不同能量的空轨道与OCN-形成6个配位键．
正确答案
3
解析
解：Fe2+的原子轨道中不存在未成对电子，则最外层3d6电子以成对电子的方式占据轨道，轨道图为
故答案为：3．
下列粒子中，电子数和质子数与Na+相同的是（ ）
正确答案
解析
解：A、D3O+的质子数是11，电子数是10，和钠离子的电子数和质子数相等，故A正确；
B、F-的质子数是9，电子数是10，和钠离子的电子数相等而质子数不相等，故B错误；
C、OH-的质子数是9，电子数是10，和钠离子的电子数相等而质子数不相等，故C错误；
D、Ne的质子数是10，电子数是10，和钠离子的电子数相等而质子数不相等，故D错误．
故选A．
决定元素性质的主要因素是（ ）
正确答案
解析
解：A．电子层数决定元素原子半径大小，故A错误；
B．原子核外电子数与元素化学性质无关，故B错误；
C．决定元素化学性质的主要因素是其最外层电子数，当最外层电子数＞4时，该元素易得电子，当最外层电子数＜4时，该元素易失电子，所以根据其最外层得失电子确定元素的化学性质，与电子层数、核外电子数、质子数无关，故C正确；
D．元素的质子数决定元素种类，与元素性质无关，故D错误；
故选C．
某基态原子的3d能级中有一个电子，其第四电子层中的电子数为（ ）
正确答案
解析
解：根据构造原理，核外电子排满4s再排3d，3d能级中有一个电子，不存在洪特规则特例情况，s能级最多容纳2个电子，因此4s上的电子数为2，
故选B．
核外电子排布相同的一组微粒是（ ）
正确答案
解析
解：A．Mg2+、Al3+、F-、Ne的核外电子总数都是10，核外电子排布都是2、8，相满足条件，故A正确；
B．Na+、F-的核外电子总数为10，核外电子排布，是2、8，S2-、Ar的核外电子总数为18，核外电子排布不完全相同，故B错误；
C．K+、Ca2+、S2-，的核外电子总数为18，核外电子排布是2、8、8，Ne核外电子总数为10，核外电子排布，是2、8，故C错误；
D．Mg2+、Na+核外电子总数为10，核外电子排布，是2、8；Cl-、S2-的核外电子总数为18，核外电子排布是2、8、8，故D错误；
故选A．
（1）Cu+在基态时的价电子排布式为______．
（2）砷、硒是第四周期的相邻元素，已知砷的第一电离能（947kJ•mol-1）大于硒（941kJ•mol-1）．请从原子结构的角度加以解释______．
（3）As2O3俗名砒霜，是一种剧毒物质．法医检验砒霜中毒的方法是：向试样中加入锌粉和盐酸，如果有砒霜，将生成无色气体AsH3，将气体导入热玻璃管会分解成亮黑色的“砷 镜”，这就是著名的“马氏验砷法”．请用化学方程式表示检验原理：______、______
（4）硼酸（H3BO3）在水溶液中易结合一个OH-生成[B（OH）4]-，而体现弱酸性．
①[B（OH）4]-中B原子的杂化类型为______．
②[B（OH）4]-的结构式为______．
（5）金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原 子交替，即得到碳化硅晶体（金刚砂）．
①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是______ （用化学式表示）
②立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm．立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、______个硼原子，立方氮化硼的密度是______g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）．
正确答案
解：（1）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，则Cu+在基态时的价电子排布式为3d10，故答案为：3d10；
（2）砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大，而硒的价电子排布式是4s2 4p4，4p轨道上失去一个电子才处于半充满状态，故第一电离能较小，
故答案为：砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大；
（3）根据题目信息砒霜、锌粉和盐酸为反应物，生成物之一为AsH3，根据质量守恒定律可写出反应的化学方程式，故答案为：As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O；2AsH3
（4）①[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
②B原子是缺电子原子，所以该离子中还含有配位键，其结构为
故答案为：
（5）①中形成的晶体都是原子晶体．由于键长C-C＜C-Si＜Si-Si，则熔点为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，
故答案为：C＞SiC＞Si；
②因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，故根据均摊法及BN的化学式可推知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，又因为一个BN的质量是M/NA，而一个晶胞的体积是（361.5×10-10）3cm3，故密度=质量÷体积=
故答案为：4；4； 
解析
解：（1）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，则Cu+在基态时的价电子排布式为3d10，故答案为：3d10；
（2）砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大，而硒的价电子排布式是4s2 4p4，4p轨道上失去一个电子才处于半充满状态，故第一电离能较小，
故答案为：砷的价电子排布式是4s24p3，4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大；
（3）根据题目信息砒霜、锌粉和盐酸为反应物，生成物之一为AsH3，根据质量守恒定律可写出反应的化学方程式，故答案为：As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O；2AsH3
（4）①[B（OH）4]-中B的价层电子对=4+
②B原子是缺电子原子，所以该离子中还含有配位键，其结构为
故答案为：
（5）①中形成的晶体都是原子晶体．由于键长C-C＜C-Si＜Si-Si，则熔点为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，
故答案为：C＞SiC＞Si；
②因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，故根据均摊法及BN的化学式可推知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，又因为一个BN的质量是M/NA，而一个晶胞的体积是（361.5×10-10）3cm3，故密度=质量÷体积=
故答案为：4；4；
M原子在第二能层上只有一个空轨道，则M是______；其电子排布式为______；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是______、______；Y原子的核电荷数为33，其外围电子排布是______，其在元素周期表中的位置是______，是属于______区的元素．
正确答案
解：M原子在第二能层上只有一个空轨道，则M能层的2p能级含有一个空轨道，则M核外电子数是6，为C元素，根据构造原理知其核外电子排布式1S22S22P2；
R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子3p轨道上可能含有1个电子或5个电子，则R可能是Al或Cl元素；
Y原子的核电荷数为33，则Y是As元素，其4s、4p电子为其外围电子，根据能量最低原理知其外围电子排布式4s24p3，主族元素的电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，所以As元素位于第四周期第VA族，该元素最后排入的电子是p电子，所以As位于p区，
故答案为：C；1S22S22P2；Al或Cl；4s24p3；第四周期第VA族；p．
解析
解：M原子在第二能层上只有一个空轨道，则M能层的2p能级含有一个空轨道，则M核外电子数是6，为C元素，根据构造原理知其核外电子排布式1S22S22P2；
R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子3p轨道上可能含有1个电子或5个电子，则R可能是Al或Cl元素；
Y原子的核电荷数为33，则Y是As元素，其4s、4p电子为其外围电子，根据能量最低原理知其外围电子排布式4s24p3，主族元素的电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，所以As元素位于第四周期第VA族，该元素最后排入的电子是p电子，所以As位于p区，
故答案为：C；1S22S22P2；Al或Cl；4s24p3；第四周期第VA族；p．
在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，故A正确；
B．电离能是失去电子时所要吸收的能量，能量越高的电子在失去时消耗的能量也就越少，因而电离能也就越低，故B正确；
C．同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，故C错误；
D．电子首先进入能量最低、离核最近的轨道，故D正确．
故选C．
铬位于第四周期ⅥB族，主要化合价+2，+3，+6，单质硬度大，耐腐蚀，是重要的合金材料．
（1）基态铬原子的价电子排布图______，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是______（填“极性”或“非极性”）分子．
（2）CrCl3•6H2O实际上是配合物，配位数为6，其固体有三种颜色，其中一种浅绿色固体与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，则这种浅绿色固体中阳离子的化学式______．
正确答案
解：（1）铬是24号元素，其原子核外有24个电子，3d能级上有4个电子、4s能级上有2个电子，3d、4s电子为其价电子，所以其价电子排布图为
故答案为：
（2）1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，说明该配合物的分子的外界有2个氯离子，则该配合物阳离子带两个单位的正电荷，其配位数是6，根据氯原子守恒知，则该配合物內界中含有1个氯原子和5个水分子，所以其阳离子为[Cr（H2O）5 Cl]2+，
故答案为：[Cr（H2O）5 Cl]2+．
解析
解：（1）铬是24号元素，其原子核外有24个电子，3d能级上有4个电子、4s能级上有2个电子，3d、4s电子为其价电子，所以其价电子排布图为
故答案为：
（2）1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，说明该配合物的分子的外界有2个氯离子，则该配合物阳离子带两个单位的正电荷，其配位数是6，根据氯原子守恒知，则该配合物內界中含有1个氯原子和5个水分子，所以其阳离子为[Cr（H2O）5 Cl]2+，
故答案为：[Cr（H2O）5 Cl]2+．
下列原子或离子核外未成对电子数目为5的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，未成对电子数目为5，故A正确；
B．P的电子排布式为1s22s22p63s23p3，未成对电子数目为3，故B错误；
C．Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数目为6，故C错误；
D．Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，未成对电子数目为1，故D错误．
故选A．
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