核外电子数_章节学习

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题型：简答题

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简答题

【选做题--物质结构与性质】

某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域．

（1）基态氮原子的核外电子排布式为______

（2）工业上将氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应生成X和 CO，X的晶体结构如图，其化学式为______，该反应的化学方程式为______．

（3）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______．

（4）X晶体中氮原子的杂化轨道类型为______杂化，晶体中包含的化学键类型为______．

A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．金属键

（5）若X的密度为ρg/cm3，试计算晶体中最近的两个N原子的距离为______cm．（阿伏加德罗常数的值用NA表示）

正确答案

解：（1）氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为1s22s22p3，

故答案为：1s22s22p3；

（2）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子×8+=4，所以X的化学式为AlN，氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO，

故答案为：AlN；Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO；

（3）氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，它们都是原子晶体，所以氮化硼的熔点比AlN高，

故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；

（4）由AlN的晶胞结构可知，一个N原子与距离最近的四个Al原子成键，因此N采取sp3杂化，根据X的结构可知，每个铝和氮周围都有四个共价键，都达八电子稳定结构，而铝原子最外层原来只有三个电子，氮原子最外层有5个电子，所以在AlN中有配位键，根据AlN的性质可知它为原子晶体，所以晶体中含有共价键，

故答案为：sp3；BC；

（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的，

根据晶胞的密度ρ=，可以求得晶胞边长为cm，

进而求得底面对角线的长度为cm，所以晶体中最近的两个N原子的距离为cm，

故答案为：cm．

解析

解：（1）氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为1s22s22p3，

故答案为：1s22s22p3；

（2）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子×8+=4，所以X的化学式为AlN，氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO，

故答案为：AlN；Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO；

（3）氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，它们都是原子晶体，所以氮化硼的熔点比AlN高，

故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；

（4）由AlN的晶胞结构可知，一个N原子与距离最近的四个Al原子成键，因此N采取sp3杂化，根据X的结构可知，每个铝和氮周围都有四个共价键，都达八电子稳定结构，而铝原子最外层原来只有三个电子，氮原子最外层有5个电子，所以在AlN中有配位键，根据AlN的性质可知它为原子晶体，所以晶体中含有共价键，

故答案为：sp3；BC；

（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的，

根据晶胞的密度ρ=，可以求得晶胞边长为cm，

进而求得底面对角线的长度为cm，所以晶体中最近的两个N原子的距离为cm，

故答案为：cm．

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题型：单选题

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单选题

下列各选项所述的两个量，前者一定大于后者的是（　　）

①Al原子和N原子的未成对电子数；②Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数；③NaCl的晶格能与MgO的晶格能；④F元素和O元素的电负性；⑤N元素和O元素的第一电离能；⑥H原子和H+离子的半径．

A①⑤

B①②④

C④⑤⑥

D①⑤⑥

正确答案

C

解析

解：①、Al原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，未成对电子数为1，N原子的核外电子排布为1s22s22p3，未成对电子数为3，未成对电子数前者小于后者，故①错误；

②、Ag+与NH3形成[Ag（NH3）2]+，Cu2+与NH3形成[Cu（NH3）4]2+，配位数前者小于后者，故②错误；

③、MgO晶体中离子所带电荷较NaCl多、离子半径较NaCl小，故MgO晶格能越大，故③错误；

④、同周期自左而右电负性增大，故导电性F＞O，故④正确；

⑤、N元素原子2p能级含有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去电子需要的能量较大，第一电离能高于氧元素，故⑤正确；

⑥、氢原子形成氢离子，失去1个电子层，故氢原子半径大于相应的氢离子半径，故⑥正确；

故选C．

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题型：单选题

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单选题

按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（　　）

A1s、2p、3d、4s

B1s、2s、3s、2p

C2s、2p、3s、3p

D4p、3d、4s、3p

正确答案

C

解析

解：A．能量3d＞4s，故A错误；

B．根据构造原理可知能量3s＞2p，故B错误；

C．符合能级构造原理，能量顺序正确，故C正确；

D．能量4p＞3d，4s＞3p，故D错误．

故选C．

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题型：多选题

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多选题

下列说法正确的是（　　）

A非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数

B非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数

C最外层有2个电子的原子都是金属原子

D最外层有5个电子的原子不一定是非金属原子

正确答案

A,D

解析

解：A．非金属元素呈现的最高化合价等于原子最外层电子数，不超过该元素原子的最外层电子数，故A正确；

B．非金属元素呈现的最低化合价为原子最外层电子数-8，最高化合价等于原子最外层电子数，故B错误；

C．He最外层电子数为2，为非金属元素，故C错误；

D．最外层有5个电子的原子位于周期表第ⅤA族，第ⅤA元素既有金属元素也有非金属元素，故D正确；

故选AD．

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题型：单选题

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单选题

下列粒子中，核外电子总数相同的是（　　）

①F- ②Na+ ③Ne ④K+ ⑤

A①②③⑤

B①②④⑤

C①②③④

D②③④⑤

正确答案

A

解析

解：①F-中质子数为9，带1个单位负电荷，所以核外电子数为9+1=10；

②Na+中质子数为11，带1个单位正电荷，所以核外电子数为11-1=10；

③Ne是中性原子，质子数为10，所以核外电子数为10；

④K+中质子数为19，带1个单位正电荷，所以核外电子数为19-1=18；

⑤中核外电子数为2+8=10．

所以①②③⑤核外电子数相同．

故选：A．

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