- 原子结构
- 共1652题
（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+．
阴离子和阳离子都为稀有气体元素的原子结构，且阳离子比阴离子少两个电子层的离子化合物是（ ）
正确答案
解析
解：A．镁离子含有2个电子层，氯离子含有3个电子层，故A错误；
B．钙离子含有3个电子层，氟离子含有2个电子层，故B错误；
C．钠离子含有2个电子层，溴离子含有4个电子层，故C正确；
D．钠离子含有2个电子层，碘离子含有5个电子层，故D错误；
故选C．
现有四种元素基态原子的电子排布式分别如下：①1s22s22p4②1s22s22p63s1③1s22s22p3④1s22s22p5．
则下列有关比较中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：根据①、②、③、④核外电子排布式知，这几种元素分别是O、Na、N、F元素，
A．原子的电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径大小顺序是②＞③＞①＞④，故A错误；
B．元素的非金属性越强，其第一电离能越大，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、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，所以这几种元素第一电离能大小顺序是：④＞③＞①＞②，故B正确；
C．在主族元素中，元素的最高化合价与其族序数相等（O、F没有正化合价），其最高正化合价大小顺序为：③＞②，故C错误；
D．元素的非金属性越强，其电负性越大，同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以这几种元素电负性大小顺序是④＞①＞③＞②，故D错误；
故选B．
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．
P2O5中P元素的化合价为（ ）
正确答案
解析
解：设磷元素的化合价为x，在一般的化合物中氧元素显-2价，根据“化合价的原则（在化合物中正、负化合价的代数和为零）”，则2x+5×（-2）=0，故x=+5价，
故选B．
【化学一选修3物质结构与性质】
N和B元素在化学中有很重要的地位．
（1）写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式______．
从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为______．
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是______，其中BF3的分子构型为______．
（3）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料．BN的晶体结构与金刚石相似，其中B原子的杂化方式为______，微粒间存在的作用力是______．
（4）NaN3是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质，NaN3也可用于汽车的保护气囊．3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A．
①请写出上述NaN3撞击反应的化学方程式______．
②根据电子云的重叠方式判断：N2分子中存在的σ键和π键数目之比为______：______．
正确答案
解：（1）N元素属于第VA族元素，则As是第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，As是33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，
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VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，
故答案为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；N＞O＞B；
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，所以N原子和B原子采用的杂化方式不同，导致其空间构型不同；BF3中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF3为平面三角形构型，
故答案为：N原子和B原子采用不同的杂化方式；平面三角形；
（3）BN的硬度较大，所以BN是原子晶体，根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp3，原子晶体中只含有共价键，故答案为：sp3；共价键；
（4）①3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A，根据原子守恒确定离子化合物A的化学式为Na3N，根据反应物、生成物知，
该反应方程式为：3 NaN3=4N2+Na3N，
故答案为：3 NaN3=4N2+Na3N；
②共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键，氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键，则N2分子中存在的σ键和π键数目之比为1：2，故答案为：1：2．
解析
解：（1）N元素属于第VA族元素，则As是第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，As是33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，
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VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，
故答案为：1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；N＞O＞B；
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB3型，但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，所以N原子和B原子采用的杂化方式不同，导致其空间构型不同；BF3中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF3为平面三角形构型，
故答案为：N原子和B原子采用不同的杂化方式；平面三角形；
（3）BN的硬度较大，所以BN是原子晶体，根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp3，原子晶体中只含有共价键，故答案为：sp3；共价键；
（4）①3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A，根据原子守恒确定离子化合物A的化学式为Na3N，根据反应物、生成物知，
该反应方程式为：3 NaN3=4N2+Na3N，
故答案为：3 NaN3=4N2+Na3N；
②共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键，氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键，则N2分子中存在的σ键和π键数目之比为1：2，故答案为：1：2．
基态碳原子的核外电子排布为1s22s22p2，p轨道上电子排布方式正确的为（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：2p能级含有3个2p原子轨道，2p能级上的2个电子应分别占据一个2p轨道，且自旋方向相同，
故选A．
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