- 核外电子数
- 共754题
硼元素B在化学中有很重要的地位．硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广．请回答下列问题：
（1）写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式______，从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为______．
（2）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料，同属原子晶体的氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是______．
（3）在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是______，SiF4微粒的空间构型是______．
（4）科学家发现硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列．如图所示是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上．根据图示确定硼化镁的化学式为______．
正确答案
解：（1）Ga是31号元素，其核外有31个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子分布式为：[Ar]3d104s24p 1，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趋势，但第VA族元素大于其相邻元素，所以B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，故答案为：[Ar]3d104s24p 1，N＞O＞B；
（2）原子晶体的硬度与原子半径、键长成反比，N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短，所以氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性，故答案为：N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短；
（3）在BF3分子中B原子的价层电子对=3，且没有孤电子对，所以中心原子的杂化轨道类型是sp2杂化，SiF4中硅原子含有4个共价键，且不含孤电子对，所以它的空间构型是正四面体型，故答案为：sp2，正四面体；
（4）根据投影可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为
解析
解：（1）Ga是31号元素，其核外有31个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子分布式为：[Ar]3d104s24p 1，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趋势，但第VA族元素大于其相邻元素，所以B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B，故答案为：[Ar]3d104s24p 1，N＞O＞B；
（2）原子晶体的硬度与原子半径、键长成反比，N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短，所以氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性，故答案为：N原子和B原子的半径比硅原子小，B-N键长比Si-Si短；
（3）在BF3分子中B原子的价层电子对=3，且没有孤电子对，所以中心原子的杂化轨道类型是sp2杂化，SiF4中硅原子含有4个共价键，且不含孤电子对，所以它的空间构型是正四面体型，故答案为：sp2，正四面体；
（4）根据投影可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为
核电荷数为1～20的元素中，次外层电子数是最外电子层电子数4倍的元素共有（ ）
正确答案
解析
解：在核电荷数为1～20 的元素中，当有2个电子层时，次外层电子数是2，不可能是最外电子层电子数4倍，当有3个电子层时，次外层电子数是8，最外电子层电子数2，符合题意的是镁；当有4个电子层时，次外层电子数是8，最外电子层电子数2，符合题意的是钙，共有镁、钙两种，
故选C．
【化学物质结构与性质】
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH4）3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得．
①基态Ti3+的未成对电子有______个．
②LiBH4由Li+和BH-4构成，BH-4呈四面体构型．LiBH4中不存在的作用力有______（填标号）
a．离子键 b．共价键℃．金属键 d．配位键．
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______．
（2）佥属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料．
①LiH中，离子半径Li+______H-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物．M的部分电离能如表所示：
M是______（填元素符号）．
（3）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示．该合金的化学式为______．
正确答案
解：（1）①基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，其未成对电子数是1，故答案为：1；
②Li+和BH-4之间存在离子键，硼原子和氢原子之间存在共价键、配位键，所以该化合物中不含金属键，故选c；
③非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Li，
故答案为：H＞B＞Li；
（2）①Li+和H-的电子层结构相同，锂元素的原子序数大于氢元素，所以离子半径Li+＜H-，故答案为：＜；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，故答案为：Mg；
（3）La的原子个数=
解析
解：（1）①基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，其未成对电子数是1，故答案为：1；
②Li+和BH-4之间存在离子键，硼原子和氢原子之间存在共价键、配位键，所以该化合物中不含金属键，故选c；
③非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Li，
故答案为：H＞B＞Li；
（2）①Li+和H-的电子层结构相同，锂元素的原子序数大于氢元素，所以离子半径Li+＜H-，故答案为：＜；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，故答案为：Mg；
（3）La的原子个数=
下列分子中的所有原子满足最外层8电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A．H原子最外层只有1个电子，则HCl分子中H原子最外层含有2个电子，不满足条件，故A错误；
B．BF3中，B元素位于第ⅢA族，则3+3≠8，不满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构，故B错误；
C．NCl3中N原子和Cl原子的最外层都达到8电子稳定结构，故C正确；
D．PCl5中P元素化合价为+5，P原子最外层电子数为5，所以5+5=10，P原子不满足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D错误；
故选C．
下列具有相同电子层数的一组原子是（ ）
正确答案
解析
解：A、H元素原子核外电子数为1，有1个电子层；Li元素原子核外电子数为3，有2个电子层，故A不符合；
B、Na元素原子核外电子数为11，有3个电子层；Al元素原子核外电子数为13，有3个电子层，故B符合；
C、F元素原子核外电子数为9，有2个电子层；Cl元素原子核外电子数为17，有3个电子层，故C不符合；
D、O元素原子核外电子数为6，有2个电子层；S元素原子核外电子数为16，有3个电子层，故D不符合．
故选：B．
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