- 原子结构
- 共1652题
请你回答下列问题：
（1）攀枝花地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，钒矿资源较多，居世界第3位，钒（V）元素原子的价电子排布图为：______．钛元素的基态原子的简化电子排布式______；
（2）配合物[Cr（NH3）5SO4]Br的中心离子的符号为______，配位数______．
（3）有下列四种无机含氧酸：①H3PO4 ②HClO3 ③H3BO3 根据无机含氧酸的酸性规律，将三种无机含氧酸按酸性强弱顺序是______．
（4）有下列八种物质：①CaCl2晶体 ②干冰 ③NaOH晶体 ④NH4Cl晶体⑤金刚石 ⑥金刚砂晶体．其中含有配位键的离子晶体是______；属于分子晶体的是______，含有非极性共价键的原子晶体是______．
（5）s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为：δs-s，p轨道与p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号δp-p，则H2O分子含有的共价键用符号表示为______．Cl2分子含有的共价键用符号表示为______．
正确答案
解：（1）钒的原子序数是23，其基态原子核外有23个电子，根据构造原理知，钒元素的基态原子的简化电子排布式式[Ar]3d34s2，其价电子是排布式为3d34s2，所以其基态原子价电子排布图为
故答案为：
（2）配合物[Cr（NH3）5SO4]Br的中心离子的符号为Cr 3+，配位数6，故答案为：Cr 3+；6；
（3）含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，①H3PO4 中含有一个非羟基氧原子，②HClO3 中含有两个非羟基氧原子，③H3BO3 中不含非羟基氧原子，所以酸性强弱顺序是②①③，
故答案为：②①③；
（4）①CaCl2晶体为离子晶体，②干冰为分子晶体，且含有极性共价键，③NaOH晶体为离子晶体，④NH4Cl晶体为含有配位键的离子晶体，⑤金刚石为含有非极性共价键的原子晶体，⑥金刚砂晶体为含有极性共价键的原子晶体，故答案为：④；②；⑤；
（5）H2O分子中氢原子的s轨道和氧原子的p轨道以头对头重叠，所以含有的共价键用符号表示为δs-p，Cl2分子中氯原子的p轨道和p轨道以头对头重叠，所以含有的共价键用符号表示为δp-p，故答案为：δs-p；δp-p．
解析
解：（1）钒的原子序数是23，其基态原子核外有23个电子，根据构造原理知，钒元素的基态原子的简化电子排布式式[Ar]3d34s2，其价电子是排布式为3d34s2，所以其基态原子价电子排布图为
故答案为：
（2）配合物[Cr（NH3）5SO4]Br的中心离子的符号为Cr 3+，配位数6，故答案为：Cr 3+；6；
（3）含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，①H3PO4 中含有一个非羟基氧原子，②HClO3 中含有两个非羟基氧原子，③H3BO3 中不含非羟基氧原子，所以酸性强弱顺序是②①③，
故答案为：②①③；
（4）①CaCl2晶体为离子晶体，②干冰为分子晶体，且含有极性共价键，③NaOH晶体为离子晶体，④NH4Cl晶体为含有配位键的离子晶体，⑤金刚石为含有非极性共价键的原子晶体，⑥金刚砂晶体为含有极性共价键的原子晶体，故答案为：④；②；⑤；
（5）H2O分子中氢原子的s轨道和氧原子的p轨道以头对头重叠，所以含有的共价键用符号表示为δs-p，Cl2分子中氯原子的p轨道和p轨道以头对头重叠，所以含有的共价键用符号表示为δp-p，故答案为：δs-p；δp-p．
（1）M的基态原子价层电子排布式为______，元素B、D、G的第一电离能由大到时小的顺序是______ （用元素符号表示）．
（2）用价层电子对互斥理论预测，GD32-的立体构型是______ （用文字表述）
（3）M与D形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图所示，其化学式为______ （用元素符号表示）．
（4）已知化合物EB结构与单晶硅相似，该物质可由E 的氯化物与NaB3在高温下反应制得，且生成单质B2，该反应化学方程式为______，若有8.4gB2生成，则转移电子数为______．
正确答案
解：A、B、D、E、G、M代表六种常见元素，它们的核电荷数依次增大．其中，元素M的基态3d轨道上有2个电子，则M是Ti元素；A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，则A是C元素；B与D形成的化合物有多种，其中一种是红棕色气体，红棕色气体是二氧化氮，B的原子序数小于D，所以B是N元素，D是O元素；D、G同主族，G的原子序数小于M，所以G是S元素，E的简单离子在同周期元素的简单离子中半径最小，则E是Al元素；
（1）M是Ti元素，其价电子是3d和4s上电子，所以其基态原子价层电子排布式为3d24s2，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的趋势，但第VAA族元素大于第VIA族元素，同一主族中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以其第一电离能的大小顺序是：N＞O＞S，
故答案为：3d24s2；N＞O＞S；
（2）用价层电子对互斥理论预测，SO32-中价层电子对=3+
（3）该晶胞中Ti原子个数=1+8×
（4）Al的氯化物与NaB3在高温下反应生成AlN和N2，根据元素守恒知，还生成氯化钠，所以该反应方程式为：AlCl3+3NaN3═3NaCl+AlN+4N2↑，每生成112g氮气转移电子的物质的量是
解析
解：A、B、D、E、G、M代表六种常见元素，它们的核电荷数依次增大．其中，元素M的基态3d轨道上有2个电子，则M是Ti元素；A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，则A是C元素；B与D形成的化合物有多种，其中一种是红棕色气体，红棕色气体是二氧化氮，B的原子序数小于D，所以B是N元素，D是O元素；D、G同主族，G的原子序数小于M，所以G是S元素，E的简单离子在同周期元素的简单离子中半径最小，则E是Al元素；
（1）M是Ti元素，其价电子是3d和4s上电子，所以其基态原子价层电子排布式为3d24s2，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的趋势，但第VAA族元素大于第VIA族元素，同一主族中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以其第一电离能的大小顺序是：N＞O＞S，
故答案为：3d24s2；N＞O＞S；
（2）用价层电子对互斥理论预测，SO32-中价层电子对=3+
（3）该晶胞中Ti原子个数=1+8×
（4）Al的氯化物与NaB3在高温下反应生成AlN和N2，根据元素守恒知，还生成氯化钠，所以该反应方程式为：AlCl3+3NaN3═3NaCl+AlN+4N2↑，每生成112g氮气转移电子的物质的量是
（1）写出铜的基态原子价电子电子排布式______．
（2）铜的某种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式为______．
（3）向氯化铜溶液中加入过量浓氨水，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu（NH3）4]Cl2．晶体．氨分子中N原子的杂化方式为______．上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有______和______．
（4）NH3的沸点比PH3大，其原因是______．
正确答案
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，铜的基态原子价电子电子排布式3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×
故答案为：CuCl；
（3）NH3分子中N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；
Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu2+与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，內界离子[Cu（NH3）4]2+与外界离子SO42-以离子键结合，
故答案为：sp3；配位键；离子键；
（4）氮原子电负性较大，导致氨气分子之间有氢键作用，而PH3中不存在氢键，所以NH3的沸点比PH3大，
故答案为：NH3分子之间有氢键作用，故沸点明显高于PH3．
解析
解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，铜的基态原子价电子电子排布式3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8×
故答案为：CuCl；
（3）NH3分子中N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；
Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu2+与NH3分子之间形成配位键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，內界离子[Cu（NH3）4]2+与外界离子SO42-以离子键结合，
故答案为：sp3；配位键；离子键；
（4）氮原子电负性较大，导致氨气分子之间有氢键作用，而PH3中不存在氢键，所以NH3的沸点比PH3大，
故答案为：NH3分子之间有氢键作用，故沸点明显高于PH3．
下列各组P、Q原子中，彼此的化学性质一定相似的是（ ）
正确答案
解析
解：A.1s2为He，性质稳定，最外层为2s2的元素为Be，性质较活泼，二者性质一定不相似，故A错误；
B．M层上有两个电子为Mg，N层上有两个电子的元素为Ca或其它第四周期是过渡金属元素，如Fe等，二者性质不一定相似，故B错误；
C．2p上有一个未成对电子，外围电子排布式为2s22p1或2s22p5，可能为B或F；3p上有一个未成对电子的元素，外围电子排布式可能为3s23p1或3s23p5，二者不一定为同主族元素，化学性质不一定相似，故C错误；
D．最外电子层L层上只有一个空轨道，外围电子排布式为2s22p2，最外电子层M层上也只有一个空轨道，外围电子排布式为3s23p2，二者同主族，原子化学性质相似，故D正确，
故选D．
下面是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
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元素为O，二者可形成CO2，故A不选；
B．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B选；
C．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C不选；
D．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D不选，
故选B．
下列结构中，碳原子都满足最外层为8电子的是（ ）
正确答案
解析
解：A、-CH2CH3中CH3中碳形成4对共用电子对，满足8电子．CH2中碳原子不满足，与碳原子形成1对共用电子对，与氢原子共形成2对共用电子对，含有1个单电子，最外层电子数为4+3=7，故A不符合；
B、（CH3）3C+中CH3中碳形成4对共用电子对，满足8电子．中心碳原子与另三个碳原子形成3对共用电子对，且中心碳原子失去一个电子，最外层电子数为4+3-1=6，故B不符合；
C、碳化钙中，碳原子之间形成碳碳叁键，每个碳原子形成3个共用电子，钙原子为每个碳原子提供1个电子，碳原子最外层都是为4+3+1=8，故C符合；
D、碳原子分别与两个氧原子形成2对共用电子对，碳原子最外层电子数为4+4=8，故D符合．
故选CD．
铁合金及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途．
（1）已知铁是26号元素，写出Fe2+的电子排布式______．
（2）已知三氯化铁固体在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁（Fe2Cl6）分子的气体，该分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，则该分子的结构式为______，你认为该分子是否为平面形分子？______．
（3）六氰合亚铁酸钾K4[Fe（CN）6]俗称黄血盐，它可用做显影剂，该化合物中存在的化学键类型有______（从下列选项中选填：A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．配位键 E．氢键）．黄血盐在溶液中可电离出极少量的CN-，CN-与______互为等电子体（填一种即可）．CN-还可与H+结合形成一种弱酸--氢氰酸（HCN），HCN分子中碳原子的杂化轨道类型是______，该分子的键α和π键数目分别为______．
（4）黄血盐溶液与Fe3+反应可生成一种蓝色沉淀，该物质最早由1704年英国普鲁士的一家染料厂的工人发现，因此取名为普鲁士蓝，化学式可表示为KxFey（CN）z．研究表明它的晶体的结构特征是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点，且自身互不相邻，而CN-位于立方体的棱上与Fe2+、Fe3+配位，K+填充在上述微粒形成的部分空隙中．忽略K+，该晶体的结构示意图如下四幅图所示：
根据甲图可得普鲁士蓝的化学式为______，忽略K+，上述四幅晶体结构图中，图______是普鲁士蓝的晶胞．若把CN-看成直线，则该晶胞与《选修3》教材上的______（填化学式）的晶胞结构图高度类似．
正确答案
解：（1）铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子生成亚铁离子，根据构造原理知，亚铁离子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
（2）铁原子最外层2个电子，氯原子最外层7个电子，二聚三氯化铁（Fe2Cl6）分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，则3个氯原子和铁原子形成3个共价键，一个氯原子和铁原子形成配位键，所以其结构式为
该分子中每个铁原子生成四个共价键，则铁原子和四个氯原子形成正四面体结构，则该分子不是平面形结构，
故答案为
（3）K4[Fe（CN）6]中钾离子和酸根离子之间存在离子键，铁原子和配体之间存在配位键，氮原子和碳原子之间易形成共价键；
氢氰根离子和CO为等电子体；HCN的结构式为H-C≡N，碳原子含有2个α键，所以碳原子为sp杂化；共价单键为α键，共价三键中含有一个α键和两个π键，则氢氰酸中含有2个α键和2个π键，
故答案为：ABD；CO；sp；2和2；
（4）氢氰根离子个数=12×
故答案为：KFe2（CN）6；丁；NaCl．
解析
解：（1）铁原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子生成亚铁离子，根据构造原理知，亚铁离子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6；
（2）铁原子最外层2个电子，氯原子最外层7个电子，二聚三氯化铁（Fe2Cl6）分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，则3个氯原子和铁原子形成3个共价键，一个氯原子和铁原子形成配位键，所以其结构式为
该分子中每个铁原子生成四个共价键，则铁原子和四个氯原子形成正四面体结构，则该分子不是平面形结构，
故答案为
（3）K4[Fe（CN）6]中钾离子和酸根离子之间存在离子键，铁原子和配体之间存在配位键，氮原子和碳原子之间易形成共价键；
氢氰根离子和CO为等电子体；HCN的结构式为H-C≡N，碳原子含有2个α键，所以碳原子为sp杂化；共价单键为α键，共价三键中含有一个α键和两个π键，则氢氰酸中含有2个α键和2个π键，
故答案为：ABD；CO；sp；2和2；
（4）氢氰根离子个数=12×
故答案为：KFe2（CN）6；丁；NaCl．
请回答下列两题：
（1）N3-称为叠氮离子，1个N3-中共含有______个电子，与N3-离子有相同电子数和原
子数的分子有（写出1种即可）______．
（2）25℃、101kPa时，1g甲醇（CH4O，液态）完全燃烧生成CO2和液态H2O，同时放出23kJ热量，请写出该反应的热化学方程式______．
正确答案
22
CO2或N2O
CH4O（l）+
解析
解：（1）阴离子所含电子数=原子的质子数+电子数=7×3+1=22，22电子的分子有：CO2或N2O，故答案为：22；CO2或N2O；
（2）1g甲醇（CH4O，液态）完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出23kJ热量，则32克甲醇（CH4O，液态）完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出23kJ×32=736kJ的热量，热化学方程式为
CH4O（l）+
（1）Fe2+在基态时，核外电子排布式为______．
（2）羟胺（NH2OH）中采用sp3杂化的原子有______，羟胺熔沸点较高，是因为分子间存在较强的______．
（3）Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物（形成过程如图1）中，配位数为______．
（4）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如图2，则该磁性材料的化学式为______．
正确答案
[Ar]3d6
N、O
氢键
6
Fe4N
解析
解：（1）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe2+在基态时，核外电子排布式为：[Ar]3d6，故答案为：[Ar]3d6；
（2）羟胺分子中，价层电子对为4的原子有N、O原子，所以采用sp3杂化的原子有N、O原子，羟胺存在氢键，导致羟胺的熔沸点较高，故答案为：N、O，氢键；
（3）配位数就是在配位个体中与一个形成体成键的配位原子的总数，所以Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物（形成过程如图1）中，配位数为6，故答案为：6；
（4）铁原子个数=8×
氯化铍是用于制有机铍化合物和金属铍的重要原料．
（1）Be原子的基态价电子排布式为______，其元素的第一电离能______B元素（填“＞”或“＜”或“=”），原因是______．
（2）已知BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为______； BeCl2中Be原子的杂化轨道类型是______．
（3）Kraus用阴离子树脂交换法提取一种组成元素为氯和铍的阴离子，该阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，则该阴离子内存在的微粒间的作用力是______，阴离子的结构式为______．
正确答案
解：（1）Be原子的电子排布式为1s22s2，Be原子的基态价电子排布式为2s2．Be的2s轨道为全充满，稳定状态，体系能量低，第一电离能高于同周期相邻元素．
故答案为：2s2；＞；Be的2s轨道全充满，体系能量低．
（2）BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为分子晶体；BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式．
故答案为：分子晶体； sp．
（3）阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，离子为BeCl42-，Be原子与氯原子之间通过共价键与配位键达8电子稳定结构，结构式为．
故答案为：共价键、配位键；
解析
解：（1）Be原子的电子排布式为1s22s2，Be原子的基态价电子排布式为2s2．Be的2s轨道为全充满，稳定状态，体系能量低，第一电离能高于同周期相邻元素．
故答案为：2s2；＞；Be的2s轨道全充满，体系能量低．
（2）BeCl2加热易升华，液态BeCl2不导电，则BeCl2晶体类型为分子晶体；BeCl2中Be原子成2个Be-Cl，Be原子的杂化轨道数为2，故Be原子采取 sp 杂化方式．
故答案为：分子晶体； sp．
（3）阴离子内铍原子最外层达到8电子稳定结构，离子为BeCl42-，Be原子与氯原子之间通过共价键与配位键达8电子稳定结构，结构式为．
故答案为：共价键、配位键；
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