- 核外电子数
- 共754题
钛（Ti）被誉为“21世纪的金属”．工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti．其反应如下：
①TiO2+2Cl2+2C
②TiCl4+2Mg
回答下列问题：
（1）Ti元素原子的电子排布式为______．
（2）写出与CO互为等电子体的分子______．
（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体．
①TiCl4为______化合物（填“离子”或“共价”）（已知电负性：Ti-1.5，Cl-3.0）．
②TiCl4分子为正四面体形，则Ti为______杂化．
③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是______．
（4）配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子化合价为______，中心离子配位数为______．
正确答案
[Ar]3d24s2
N2
共价
sp3
TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl
+3
6
解析
解：（1）Ti的原子序数为22，位于周期表中的第四周期第ⅣB族，其电子排布为[Ar]3d24s2，故答案为：[Ar]3d24s2；
（2）等电子体中原子数和价电子数都相同，则 N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，故答案为：N2；
（3）①已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃；，由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子；故答案为：共价；
②TiCl4分子为正四面体形，Ti和Cl形成4个δ键，所以Ti为sp3杂化，故答案为：sp3；
③TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾说明生成HCl，同时产生H2TiO3固体，所以其反应方程式为：TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl，
故答案为：TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl；
（4）配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子所带的电荷2+1=3，故中心离子为Ti3+，Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，配位数是6；
故答案为：+3；6．
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增．已知：
①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子排布为msnmpn；
③R原子核外L层电子数为奇数；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4．
请回答下列问题：
（1）Z2+的核外电子排布式是______．
（2）在[Z（NH3）4]2+离子中，Z2+的空轨道接受NH3分子提供的______形成配位键．
（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是______．
a．稳定性：甲＞乙，沸点：甲＞乙 b．稳定性：甲＞乙，沸点：甲＜乙
c．稳定性：甲＜乙，沸点：甲＜乙 d．稳定性：甲＜乙，沸点：甲＞乙
（4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为______（用元素符号作答）．
（5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的键数之比为______．
（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于______（填晶体类型）．
正确答案
1s22s22p63s23p63d9
孤电子对
b
Si＜C＜N
3：2
原子晶体
解析
解：Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增，①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素，则Z是Cu元素；
③R原子核外L层电子数为奇数，且属于短周期主族元素，所以R是第二周期元素，Q的原子序数小于R，则Q属于第一或第二周期元素；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4，则Q是C元素，R是N或F元素；
X原子P轨道含有4个电子且原子序数大于R，所以X是O或S元素，②Y原子价电子排布为msnmpn，原子序数小于29，n=2，Y原子序数大于X，且属于主族元素，所以Y是Si元素，则X是O元素，R是N元素，
则Q、R、X、Y、Z五种元素分别是C、N、O、Si、Cu．
（1）Z为Cu元素，Z2+为Cu2+，Cu的价电子排布为3d104s1，失去两个电子，则为3d9，Cu2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9，
故答案为：1s22s22p63s23p63d9；
（2）含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间能形成配位键，在[Cu（NH3）4]2+离子中，Z2+的空轨道接受NH3分子提供的孤电子对形成配位键，
故答案为：孤电子对；
（3）Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH4＞SiH4．因为SiH4 的相对分子质量比CH4大，故分子间作用力大，沸点高，
故选：b．
（4）C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，即Si＜C，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，C＜N，所以第一电离能Si＜C＜N．
故答案为：Si＜C＜N；
（5）Q为C元素，C、H形成的相对分子质量为26的物质为C2H2，结构式为H-C≡C-H，单键是σ键，叁键中有两个是σ键一个π键，所以σ键与π键数之比为3：2，
故答案为：3：2；
（6）电负性最大的非金属元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成SiO2，属于原子晶体，故答案为：原子晶体．
（1）下列原子的外围电子排布式（或外围轨道表示式）中，那一种状态的能量较低？
并指出处于能量较低状态时原子中的未成对电子数
①氦原子：A．
②钠原子：A.3s1 B.3p1
③铬原子：A.3d54s1 B.3d34s2
（2）31号元素镓（Ga）是半导体材料之一．
①写出镓原子的电子排布式______，指出镓元素在元素周期表中的位置______；
②写出镓元素的最高价氧化物、氯化物的化学式______．
正确答案
解：（1）遵循洪特规则、泡利不相容原理、能量最低原理的基态原子排布能量最低，
①A违反了洪特规则，基态原子的电子总是优先单独占据一个原子轨道，且自旋状态相同，所以能量低的为A，故选B；未成对电子个数是3，
故答案为：B，3；
②3s能级的能量比3p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态，所以能量最低的是A，未成对电子个数是1，
故答案为：A，1；
③原子轨道处于全满、半满、全空时，原子最稳定，原子越稳定，其能量越低，所以能量最低的是A，未成对电子个数是6，故答案为：A，6；
（2）①镓是31号元素，其原子核外有31个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P1，元素周期数等于其电子层数，主族元素中，原子最外层电子数等于其族序数，所以镓位于第四周期第IIIA族，
故答案为：1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P1；第四周期ⅢA族；
②镓元素易失去最外层3个电子而显+3价，氧化物中氧元素显-2价，氯化物中氯元素化合价为-1价，所以氧化镓、氯化镓的化学式分别为Ga2O3、GaCl3，
故答案为：Ga2O3、GaCl3．
解析
解：（1）遵循洪特规则、泡利不相容原理、能量最低原理的基态原子排布能量最低，
①A违反了洪特规则，基态原子的电子总是优先单独占据一个原子轨道，且自旋状态相同，所以能量低的为A，故选B；未成对电子个数是3，
故答案为：B，3；
②3s能级的能量比3p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态，所以能量最低的是A，未成对电子个数是1，
故答案为：A，1；
③原子轨道处于全满、半满、全空时，原子最稳定，原子越稳定，其能量越低，所以能量最低的是A，未成对电子个数是6，故答案为：A，6；
（2）①镓是31号元素，其原子核外有31个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P1，元素周期数等于其电子层数，主族元素中，原子最外层电子数等于其族序数，所以镓位于第四周期第IIIA族，
故答案为：1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P1；第四周期ⅢA族；
②镓元素易失去最外层3个电子而显+3价，氧化物中氧元素显-2价，氯化物中氯元素化合价为-1价，所以氧化镓、氯化镓的化学式分别为Ga2O3、GaCl3，
故答案为：Ga2O3、GaCl3．
在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素种数为（ ）
正确答案
解析
解：由题干短周期元素知，这些元素的原子序数小于等于18；核外电子排布规律是：每层电子最多排2n2个，最外层电子最多排8个．所以，如果最外层是第一电子层，排1个电子，是H元素；如果最外层是第二电子层，排2个电子，是Be元素；如果最外层是第三电子层，排3个电子，是Al元素．
故选C
下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是（ ）
正确答案
解析
解：A、3p能级有一个空轨道的基态原子，该原子3p能级有2个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，二者核外电子排布相同，为同一原子，故A不符合；
B、M层全充满而N层为4s2的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，二者原子核外电子排布不相同，不表示同一原子，故B符合；
C、最外层电子数是核外电子总数的
若最外层电子数为1，则核外电子总数为5，最外层电子排布为2s22p1，最外层电子数为3，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为2，则核外电子总数为10，最外层电子排布为2s22p6，最外层电子数为8，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为3，则核外电子总数为15，最外层电子排布为3s23p3，最外层电子数为5，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为4，则核外电子总数为20，最外层电子排布为4s2，最外层电子数为2，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为5，则核外电子总数为25，最外层电子排布为4s2，最外层电子数为2，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为6，则核外电子总数为30，最外层电子排布为4s2，最外层电子数为2，不符合题意，故舍去；
若最外层电子数为7，则核外电子总数为35，最外层电子排布为4s22p5，最外层电子数为7，符合题意；
若最外层电子数为8，则核外电子总数为40，最外层电子排布为5s2，最外层电子数为2，不符合题意，故舍去．
故该原子核外电子总数为35，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，价层电子排布为4s22p5，二者原子价层电子排布相同，为同一原子，故C不符合；
D、2p能级有一个未成对电子的基态原子，该原子2p能级有1个电子或5个电子，价电子排布为2s22p1或2s22p5的原子，可能为同一原子，故D不符合．
故选：B．
扫码查看完整答案与解析