- 原子结构
- 共1652题
(2015春•桂林期末)发光二极管(LED)的材质基本以砷化镓、磷化铝镓铟(InGaAIP)、氮化铟镓(GaInN)为主.已知镓、砷分别是同族的铝、磷的下一周期元素.如图是砷化镓的晶胞结构图(白球为砷,黑球为镓).请回答:
Ⅰ镓原子的基态原子电子排布式是______.
Ⅱ砷化镓的化学式为______.
ⅢN、P、As的氢化物沸点由高到低的顺序是______(用氢化物分子式表示).
Ⅳ砷化镓可由(CH3)3Ga和砷化氢在700℃时反应制得.(ch3)3Ga中镓原子的杂化方式为______.
Ⅴ设砷化镓的晶胞边长为a pm,则其密度为______g/cm3(列式表示,设阿伏伽德罗常数的数值为NA).
正确答案
解:Ⅰ、镓位于周期表中第四周期第IIIA,故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1,
故答案为:1s22s22p63s23p633d104s24p1;
Ⅱ、该晶胞中,Ga原子个数=4,As原子个数=×8+6×
=4,所以其化学式为:GaAs,故答案为:GaAs;
Ⅲ、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,
故答案为:NH3>AsH3>PH3;
Ⅳ、由于Ga原子周围只有3对成键电子对,故其杂化方法为sp2,故答案为:sp2;
Ⅴ、该晶胞中,Ga原子个数=4,As原子个数=×8+6×
=4,所以ρ=
=
g/cm3,故答案为:
.
解析
解:Ⅰ、镓位于周期表中第四周期第IIIA,故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1,
故答案为:1s22s22p63s23p633d104s24p1;
Ⅱ、该晶胞中,Ga原子个数=4,As原子个数=×8+6×
=4,所以其化学式为:GaAs,故答案为:GaAs;
Ⅲ、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,
故答案为:NH3>AsH3>PH3;
Ⅳ、由于Ga原子周围只有3对成键电子对,故其杂化方法为sp2,故答案为:sp2;
Ⅴ、该晶胞中,Ga原子个数=4,As原子个数=×8+6×
=4,所以ρ=
=
g/cm3,故答案为:
.
(2015秋•石嘴山校级期末)下列各组指定的元素,不能形成AB2型化合物是( )
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.
物质的结构是决定物质性质的重要因素.请回答下列问题:
(1)基态Ni原子核外电子排布式为______;第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是______.
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分为0.069nm和0.078nm,则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”);NiO晶胞中Ni2+的配位数为______.
(3)肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4+2N2H4═3N2+4H2O,若该反应中有4molN-H键断裂,形成的π键有______
mol.
正确答案
解:(1)Ni的原子序数为28,根据能量最低原理可写出电子排布式为1S22S22P63S23P63d84s2,第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素,电负性较小的是C元素,
故答案为:1S22S22P63S23P63d84s2;C;
(2)Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,离子半径越小,离子键作用力越大,晶体的熔沸点越高,所以熔点NiO>FeO,NaCl中钠离子和氯离子的配位数分别为6,NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6,
故答案为:>;6;
(3)1mol氮气分子中含有2molπ键,若该反应中有4mol-H键断裂,即有1mol肼参加反应,生成1.5mol氮气,所以形成的π键有1.5mol×2=3mol,故答案为:3.
解析
解:(1)Ni的原子序数为28,根据能量最低原理可写出电子排布式为1S22S22P63S23P63d84s2,第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素,电负性较小的是C元素,
故答案为:1S22S22P63S23P63d84s2;C;
(2)Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,离子半径越小,离子键作用力越大,晶体的熔沸点越高,所以熔点NiO>FeO,NaCl中钠离子和氯离子的配位数分别为6,NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6,
故答案为:>;6;
(3)1mol氮气分子中含有2molπ键,若该反应中有4mol-H键断裂,即有1mol肼参加反应,生成1.5mol氮气,所以形成的π键有1.5mol×2=3mol,故答案为:3.
下列各物质中所有原子不能都满足最外层为8电子结构的是( )
正确答案
解析
解:A、HCl中H元素的化合价为+1,H原子核外电子数为1,所以1+1=2,H原子满足8电子结构;Cl元素化合价为-1,Cl原子最外层电子数为7,所以|-1|+7=8,Cl原子满足8电子结构,故A符合;
B、O2中氧原子之间形成2对共用电子对,共用电子对数+原子最外层电子数=8,O原子满足8的结构,故B不符合;
C、KCl中钾离子,核外有18个电子,有3个电子层,最外层电子数为8;Cl元素化合价为-1,Cl原子最外层电子数为7,所以|-1|+7=8,Cl原子满足8电子结构,故C不符合;
D、CS2中C元素的化合价为+4,C原子核外电子数为4,所以4+4=8,C原子满足8电子结构;O元素化合价为-2,O原子最外层电子数为6,所以|-2|+6=8,O原子满足8电子结构,故D不符合.
故选:A.
一定呈+1价的金属元素是( )
正确答案
解析
解:A.M层比L层电子数少6的元素是Mg元素,化合价为+2,故A错误;
B.电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子是钾元素,化合价为+1,故B正确;
C.4s轨道上有1个电子的元素为K元素或Cr元素或Cu元素,K元素的化合价为+1,Cr元素化合价不+1,Cu元素化合价有+2等,故C错误;
D.质量数为24,中子数为12的元素,质子数为24-12=12,是镁元素,化合价为+2,故D错误.
故选:B.
下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
正确答案
解析
解:A.氮原子2p能级半充满,所以比较稳定,氮原子的第一电离能大于氧原子,故A正确;
B.理论解释不对,CO2分子的价层电子对是2,根据价层电子对互斥理论,CO2分子是直线型,但与分子极性无关,故B错误;
C.金刚石是原子晶体,故C错误;
D.理论解释不对,HF分子中含有氢键,故HF的沸点高于HCl,故D错误.
故选A.
一定条件下,Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A.
(1)基态Ni2+的核外电子排布式为______.
(2)丁二酮肟组成元素中C、N、O的电负性由大到小的顺序为______.丁二酮肟分子中C原子轨道的杂化类型是______.
(3)元素Ni的一种碲(Te)化物晶体的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为______.
(4)Ni(CO)4是一种无色液体,沸点为42.1℃,熔点为-19.3℃.Ni(CO)4的晶体类型是______.请写出一种由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式______.
正确答案
解:(1)镍原子核外电子数是28,镍原子失去最外层2个电子变成基态Ni2+,根据构造原理知,基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8),故答案为:1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8);
(2)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C、N、O三种元素的电负性大小顺序为:O>N>C,甲基上碳原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,为sp3杂化,连接甲基的碳原子含有3个价层电子对且不含孤电子对,为sp2杂化,
故答案为:O>N>C;sp3和sp2;
(3)该晶胞中镍原子个数=8×,Te原子个数=2,则该晶胞中镍和碲原子个数之比为1:2,则其化学式为:NiTe2,故答案为:NiTe2;
(4)分子晶体的熔沸点较低,所以该物质为分子晶体,由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式为,
故答案为:分子晶体;.
解析
解:(1)镍原子核外电子数是28,镍原子失去最外层2个电子变成基态Ni2+,根据构造原理知,基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8),故答案为:1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8);
(2)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C、N、O三种元素的电负性大小顺序为:O>N>C,甲基上碳原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,为sp3杂化,连接甲基的碳原子含有3个价层电子对且不含孤电子对,为sp2杂化,
故答案为:O>N>C;sp3和sp2;
(3)该晶胞中镍原子个数=8×,Te原子个数=2,则该晶胞中镍和碲原子个数之比为1:2,则其化学式为:NiTe2,故答案为:NiTe2;
(4)分子晶体的熔沸点较低,所以该物质为分子晶体,由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式为,
故答案为:分子晶体;.
X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X、Y原子最外层的电子排布可能是( )
正确答案
解析
解:X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,可判断X的可能化合价为+3价,价层电子排布为:ns2nP1,Y的可能化合价为-2价,价层电子为排布为ns2nP4,
A.X为P元素,Y为Cl元素,组成的化学为AlCl3,故A错误;
B.当X的电子排布为2s22P3时,为N元素,Y为O元素,可形成N2O3,故B正确;
C.当X的电子排布为3s23P1时,为Al元素,Y为S元素,可形成X2Y3型化合物,故C正确;
D.X为Mg元素,Y为N元素,形成化合物为X3Y2,不符合题意,故D错误.
故选BC.
(2015秋•南充期末)下列化学用语的书写正确的是( )
正确答案
解析
解:A、基态Mg原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s2,所以核外电子轨道表示式:,故A正确;
B、双氧水属于共价化合物,含有2个O-H键和1个O-O键,其电子式为,故B错误;
C、As的原子序数为33,属于主族元素,由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3,所以As原子的简化电子排布式为:[Ar]3d104s24p3,故C错误;
D、氧原子与氢原子通过一对共用电子对连接,羟基是电中性基团,羟基的电子式为,故D正确;
故选AD.
下列关于能层与能级的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.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,如Mn:[Ar]3d54s2,所以每一个能层不是一定可容纳的电子数为2n2,故A错误;
B.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B正确;
C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是2个,故C错误;
D.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,故D错误;
故选B.
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