- 原子核外电子的排布规则
- 共997题
[化学-物质结构与性质]
氨和水都是常用的试剂．请回答下列问题：
（1）氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为______．
（2）NH3分子可结合一个H+形成铵根离子(N
①NH3分子中N原子的杂化类型是______．
②NH3分子与H+结合的过程中未发生改变的是______．（填序号）
a．微粒的空间构型 b．N原子的杂化类型 c．H-N-H的键角
（3）将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液．该过程中微粒的变化是：[Cu（H2O）6]2+→Cu（OH）2→[Cu（NH3）4]2+．[Cu（H2O）6]2+和[Cu（NH3）4]2+中共同含有的化学键类型是______．
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ•mol-1（已知冰的升华热是51kJ•mol-1，水分子间范德华力的能量为11kJ•mol-1）；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是______．
正确答案
（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：3：4；
（2）①NH3分子中N原子呈3个N-H，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；
②NH3分子是三角锥型，NH4+是正四面体型，键角不变，NH4+中N原子呈4个N-H，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，都采取sp3杂化，故答案为：b；
（3）铜离子与水分子、氨气分子之间形成配位键，水分子中O-H键、氨分子中N-H键都是共价键，
故答案为：共价键、配位键；
（4）每个氢键为1个水分子提供
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol，解得E=20，
由于氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙，故冰的密度小于水，
故答案为：20；氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙．
下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素．
试填空．
（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式______．
（2）元素③与⑧形成的化合物中元素③的杂化方式为：______杂化，其形成的化合物的晶体类型是：______．
（3）元素④、⑤的第一电离能大小顺序是：______＞______（用元素符号表示）；元素④与元素①形成的X分子的空间构型为：______．请写出与N3-互为等电子体的分子、离子的化学式______，______（各写一种）．
（4）在测定①与⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是：______．
（5）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质，写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应后盐的化学式______．
（6）元素⑩在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示，则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为______．
正确答案
由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为Be，③为C，④为N，⑤为O，⑥为F，⑦为Al，⑧为Cl，⑨为Cr，⑩为Co，
（1）Cr的原子序数为24，注意外围电子的半满为稳定状态，则外围电子排布为3d54s1，故答案为：3d54s1；
（2）元素③与⑧形成的化合物为CCl4，存在4个共价单键，没有孤对电子，则C原子为sp3杂化，构成微粒为分子，属于分子晶体，故答案为：sp3；分子晶体；
（3）④为N，⑤为O，N原子的2p电子半满为稳定结构，则第一电离能大，即N＞O；X分子为NH3，空间构型为三角锥形；与N3-互为等电子体的分子、离子，应具有3个原子和16个价电子，则有CO2（或CS2、N2O、BeCl2）、CNO-等微粒，故答案为：N；O；三角锥形；CO2；CNO-；
（4）因HF分子之间含有氢键，能形成缔合分子（HF）n，则测定的相对分子质量较大，故答案为：HF分子之间有氢键，能形成缔合分子（HF）n；
（5）Al与Be位于对角线位置，性质相似，则Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2，故答案为：Na2BeO2；
（6）由图1可知，与体心原子距离最近的原子位于顶点，则有8个；由图2可知，与顶点原子距离最近的原子位于面心，1个晶胞中有3个，空间有8个晶胞无隙并置，且1个面被2个晶胞共用，则晶体中有
[化学-选修物质结构与性质]
纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域．
单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料．已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
（1）某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如右图所示，
该同学所画的电子排布图违背了______．
（2）根据价层电子对互斥理论，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为______．
（3）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料．已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C60中C-C键长为145～140pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确______，并阐述理由______．
（4）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体．写出基态钾原子的电子排布式______，该物质的K原子和C60分子的个数比为______．
（5）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______．Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为______．
正确答案
（1）表中A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，说明它们属于ⅡA族，又它们都是短周期元素，且A的第一电离能比B大，因此，A为Be元素，B为Mg元素，图1所示电子排布，根据能量最低原理，最外层两个电子应全排在s轨道上，
故答案：能量最低原理；
（2）A和氯元素形成的简单分子为BeCl2，根据价层电子对互斥理论 n=
故答案：直线形；
（3）尽管C60中C-C键的键能可能大于金刚石，但其熔化时并不破坏化学键，因此比较键能没有意义，
故答案：不正确，C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键；
（4）钾原子的原子序数为21，其电子排布式：1s22s22p63s23p64s1； 在晶胞中，K原子和C60分子的个数比为（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，
故答案：1s22s22p63s23p64s1 3：1；
（5）同一周期，从左到右，电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，因此，原子电负性由大到小的顺序是：N＞C＞Si，根据题意，每个硅形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构．显然，双键数应该是Si原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30．
故答案：N＞C＞Si；30．
根据下列叙述，回答以下问题：
（1）A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半的原子结构示意图．
（2）已知12753I-，它的质子数______、中子数______、质量数______、电子数______．
正确答案
（1）因A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半，说明A元素原子有三个电子层，从内到外每一个电子层上的电子数分别为2、8、4，所以A元素原子的原子序数为14，为硅元素，所以硅原子的原子结构示意图为：
，故答案为：
；
（2）12753I-的质子数53，质量数127，中子数=质量数-质子数=127-53=74，核外电子数=质子数+电荷数=53+1=54，故答案为：52；74；127；54．
氧气是化工生产的重要原料，很多金属和非金属都能和氧气直接作用．
（1）第二周期某种元素形成的氧化物分子中，既含有σ键又含有π键且二者数目相同的物质的结构式为______，其中心原子杂化方式为______．氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为______．氮元素的电负性______（填“＞”、“=”或“＜”）氧，主要原因是______．
（2）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如Cr2O3、Fe2O3、V2O5．基态铬原子外围电子排布式为______．核电荷数比Fe大1的元素在元素周期表中的位置为第______周期______族．
（3）四种同主族元素的氧化物晶体的晶格能数据如下表：
四种氧化物的共熔物冷却时，首先析出的是______．根据表中数据，说明影响上表中晶格能大小的主要因素______．
（4）某种由氧和钾元素形成的化合物，其晶胞结构如右图所示，该晶体的化学式为______．
正确答案
（1）第二周期元素形成的氧化物分子有：CO，CO2，NO、NO2、SO2、SO3等、满足要求的是：O=C=O，有2个σ键和2个π键，由于CO2 是直线型分子，故C原子采取sp 杂化；由于OF2的分子构型与H2O相似，H2O的分子构型为V形，所以OF2的分子构型V形，由于同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以氮的电负性＜氧的电负性，由于氧原子半径比氮原子小，吸S电子能力较强，故氧的电负性大；
故答案为：O=C=O；sp；V形＜氧原子半径比氮原子小，吸电子能力较强，
（2）24号元素铬的电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54s1，外围电子排布式：3d54s1；在元素周期表中第四周期，第Ⅷ族包括Fe、Co、Ni三种元素，故核电荷数比Fe大1的元素Co在元素周期表中仍处于第四周期，第Ⅷ族，
故答案为：3d54s1；四；Ⅷ，
（3）从共熔物冷却时，首先析出的为熔点高的氧化物，而离子晶体中晶格能越大，熔点越高，所以先首先析出的是
MgO，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的离子，从上到下，离子半径逐渐增大，对应氧化物的晶格能在逐渐减少，因此同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
故答案为：MgO；同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
（4）每个晶胞中：K+=8×
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