- 原子结构
- 共1652题
组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Cu、Fe、Zn等，其中铜及其合金是人类最早使用的金属材料，用途广泛．
（1）铜原子的核外电子排布式是______；O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为______．
（2）铜的熔点比钙高，其原因是______；
如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为______．
（3）Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物．
①[Cu（NH3）4]2+中存在的化学键类型有______ （填序号）．
A．配位键B．金属键C．极性共价键D．非极性共价键E．离子键
②[Cu（NH3）4]2+具有对称的空间构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的空间构型为______ （填序号）．
A．平面正方形B．正四面体C．三角锥型D．V型
③某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：HOCH2CH=CH2→CH3CH2CHO．在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为______．
正确答案
解：（1）Cu的原子序数为29，原子核外电子数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，同一周期，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VA族元素大于第VIA族元素，N为VA族元素，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，因此所以第一电离能大小顺序是：N＞O＞S，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；N＞O＞S；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高，晶体中铜的金属键强于钙，所以铜的熔点比钙高；
晶胞中Ca位于顶点，一个晶胞中含有N（Ca）=8×
故答案为：铜的金属键强于钙；1：5；
（3）①[Cu（NH3）4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，
故答案为：A、C；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，
故答案为：A；
③丙烯醇中构成C=C的两个碳原子是sp2杂化，另一个C为sp3杂化，丙醛分子中C=O中的C采取sp2杂化，另外2个C为sp3杂化，
故答案为：sp2杂化．
解析
解：（1）Cu的原子序数为29，原子核外电子数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，同一周期，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VA族元素大于第VIA族元素，N为VA族元素，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，因此所以第一电离能大小顺序是：N＞O＞S，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；N＞O＞S；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高，晶体中铜的金属键强于钙，所以铜的熔点比钙高；
晶胞中Ca位于顶点，一个晶胞中含有N（Ca）=8×
故答案为：铜的金属键强于钙；1：5；
（3）①[Cu（NH3）4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，
故答案为：A、C；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，
故答案为：A；
③丙烯醇中构成C=C的两个碳原子是sp2杂化，另一个C为sp3杂化，丙醛分子中C=O中的C采取sp2杂化，另外2个C为sp3杂化，
故答案为：sp2杂化．
具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是（ ）
正确答案
解析
解：A是Cl元素，B是N元素，C是Be元素，D是Si元素，
N、Be有2个电子层，Cl、Si有3个电子层，所以Cl、Si的原子半径大于N、Be的原子半径；Cl、Si是同周期元素，Cl的原子序数大于Si的原子序数，由元素周期律知，Si的原子半径大于Cl的原子半径．
故选D．
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42．X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子．X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子．
请回答下列问题：
（1）X元素原子基态时的电子排布式为______，该元素的符号是______．
（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______，该元素的名称是______．
（3）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为______．
（4）已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是______．
（5）比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性高低______，理由是______．
正确答案
解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为As，
Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4，为O，
X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，
X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，
（1）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；
（2）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为
故答案为：
（3）X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，
故答案为：三角锥；
（4）已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，
则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
（5）X为N元素，非金属性较强，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定，则稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，
故答案为：稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；
解析
解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为As，
Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4，为O，
X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，
X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，
（1）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；
（2）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为
故答案为：
（3）X与Z可形成化合物AsH3，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，
故答案为：三角锥；
（4）已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，
则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
（5）X为N元素，非金属性较强，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定，则稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，
故答案为：稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；
前18号元素中最外层电子数是次外层电子数一半的元素有（ ）
正确答案
解析
解：1～18 号元素，处于短周期，即一、二、三周期，最外层电子数是次外层电子数一半，至少有2个电子层：
若处于第二周期，则次外层电子数为2，最外层电子数为1，为Li元素；
若处于第三周期，则次外层电子数为8，最外层电子数为4，为Si元素，
故符合条件的元素共有2种，
故选B．
工业上以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料可得到硫酸钾、过二硫酸钠和铁红颜料等产品，该方法原料的综合利用率较高．
（1）基态钛原子的电子排布式为______．
（2）硫与氯可形成化合物S2Cl2所有原子的最外层电子均满足8电子结构，则该分子中硫原子的杂化方式为______，也可以形成SCl2分子，其分子的空间构型为______．
（3）SO42-和S2O82-（过二硫酸根）结构中，硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构．下列说法正确的是______．
A．SO42-中存在σ键和π键且与PO43-离子互为等电子体
B．S2O82-中存在非极性键且有强氧化性
C．S2O82-比SO42-稳定且两者的氧元素的化合价相同．
正确答案
解：（1）Ti的原子序数为22，位于周期表第四周期ⅡB族，核外电子排布为[Ar]3d24s2，
故答案为：[Ar]3d24s2；
（5）价层电子对数为
故答案为：sp3、V形；
（3）A．SO42-中只存在σ键，故A错误；
B．S2O82-中含有S-S键，为非极性键，有强氧化性，故B正确；
C．SO42-和 S2O82-中S元素的化合价分别为+6价和+7价，两者的氧元素的化合价不同，故C错误，
故答案为：B．
解析
解：（1）Ti的原子序数为22，位于周期表第四周期ⅡB族，核外电子排布为[Ar]3d24s2，
故答案为：[Ar]3d24s2；
（5）价层电子对数为
故答案为：sp3、V形；
（3）A．SO42-中只存在σ键，故A错误；
B．S2O82-中含有S-S键，为非极性键，有强氧化性，故B正确；
C．SO42-和 S2O82-中S元素的化合价分别为+6价和+7价，两者的氧元素的化合价不同，故C错误，
故答案为：B．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、电子在核外的排布是分层的，不同的电子在不同的能级运动，故A错误；
B、离核越远的电子能量越大，离核越近的电子能量越小，故B正确；
C、处于最低能量的原子叫基态原子，故C正确；
D、s能层最多只能容纳2个电子，与所在能层无关，故D错误，
故选BC．
在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与n-1层相同；当它作为原子的次外层时，其电子数比n+1层最多容纳电子数多10个，则此电子层是（ ）
正确答案
解析
解：在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与n-1层相同，最外层电子数最大是8，则其n-1电子层电子数是8；
当K层为次外层时最多排列2个电子、当L层为次外层时，最多排列8个电子，当次外层为M层时，最多排列电子数是18，当它作为原子的次外层时，其电子数比n+1层最多容纳电子数多10个，n+1层为最外层时其电子数最多8个，所以n层最多排列18个电子，所以该电子层为M层，
故选C．
短周期的三种元素X、Y、Z，原子序数依次变小，原子核外电子层数之和是5．X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，X和Z可以形成XZ3的化合物．请回答：
（1）X元素的名称是______；Y元素的名称是______；Z元素的名称是：______．
（2）XZ3化合物的分子式是______，电子式是______．
（3）分别写出X、Y的含氧酸的分子式______、______．
正确答案
解：（1）Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，可知Y元素应为碳，X和Z可以形成XZ3的化合物，结合题意其他条件，可知X为氮，Z为氢，故答案为：氮、碳、氢．
（2）XZ3的化学式为NH3，氨气是共价化合物，其电子式为：
（3）根据含氧酸的特点，由氮元素和碳元素的含氧酸的分子式为：HNO3 、H2CO3，故答案为：HNO3 、H2CO3．
解析
解：（1）Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，可知Y元素应为碳，X和Z可以形成XZ3的化合物，结合题意其他条件，可知X为氮，Z为氢，故答案为：氮、碳、氢．
（2）XZ3的化学式为NH3，氨气是共价化合物，其电子式为：
（3）根据含氧酸的特点，由氮元素和碳元素的含氧酸的分子式为：HNO3 、H2CO3，故答案为：HNO3 、H2CO3．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能．富勒烯（C60）的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为______；1mol C60分子中σ键的数目为______．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示．该化合物中的K原子和C60分子的个数比为______．
（3）砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似．
①GaAs晶体中，每个As与______个Ga相连．
②第一电离能：As______Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）Na3AsO4可作杀虫剂．AsO43-的空间构型为______，与其互为等电子体的一种分子为______．
正确答案
解：（1）镍原子核外有28个电子，其基态镍原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2；
（2）每个碳原子形成3个σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
晶胞中K原子数目=2×6×
故答案为：sp2；90NA；3：1；
（3）①金刚石晶体中每个C与 4个C相连，砷化镓晶体结构与金刚石相似，故GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连；
故答案为：4；
②As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，As原子4p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se，
故答案为：＞；
（4）AsO43-中含有的孤电子对数是0，中心原子有4个共价键，所以其构型是正四面体形．原子总数相同．价电子总数相同的分子称为等电子体．AsO43-中含有5个原子，32个价电子，所以与其互为等电子体的一种分子为四氯化碳，
故答案为：正四面体形；CCl4
解析
解：（1）镍原子核外有28个电子，其基态镍原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2；
（2）每个碳原子形成3个σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
晶胞中K原子数目=2×6×
故答案为：sp2；90NA；3：1；
（3）①金刚石晶体中每个C与 4个C相连，砷化镓晶体结构与金刚石相似，故GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连；
故答案为：4；
②As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，As原子4p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se，
故答案为：＞；
（4）AsO43-中含有的孤电子对数是0，中心原子有4个共价键，所以其构型是正四面体形．原子总数相同．价电子总数相同的分子称为等电子体．AsO43-中含有5个原子，32个价电子，所以与其互为等电子体的一种分子为四氯化碳，
故答案为：正四面体形；CCl4
（2016春•济南校级月考）以下有关元素性质的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、①1s22s22p63s23p2 是硅，②1s22s22p3 是氮，③1s22s22p2 是碳，④1s22s22p63s23p4是硫，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越鑫半径越小，所以原子半径最大的是硅，故A正确；
B、①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3④3s23p4，依次是Al、Si、P、S，同周期第二和第五主族元素的电离能大于相邻有其它元素，所以P的第一电离能最大，故B正确；
C、同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故①Na、K、Rb电负性依次减小，②N、P、As的电负性依次减小，③O、S、Se的电负性依次减小 ④Na、P、Cl的电负性依次增大，故C正确；
D、该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故D错误；
故选：D．
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