?　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

一、選擇題
1.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中,對電子運(yùn)動狀態(tài)描述最詳盡的是
(　　)
AHe　　　B.　　　C.1s2　　　D.
【解析】選D。A項,只能表示最外層電子數(shù);B項,只表示核外的電子分層排布情況;C項,具體到能級上的電子數(shù);D項,包含了能層、能級、軌道以及軌道內(nèi)電子的自旋方向。
2.下列關(guān)于價電子排布式3s23p4的敘述正確的是 (　　)
A.它的元素符號為O
B.它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4
C.它的單質(zhì)可以與H2化合生成液態(tài)化合物
D.其電子排布圖為
【解析】選B。由價電子排布式為3s23p4,可知該元素為S,S單質(zhì)與H2化合生成H2S氣體,D項電子排布圖違背了洪特規(guī)則。
3.下列各組原子中,彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是 (　　)
A.原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子
B.原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子
C.2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子
D.最外層都只有一個電子的X、Y原子
【解析】選C。原子核外電子排布式為1s2的X原子是He,原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子是Be,二者的性質(zhì)不同,A錯誤;原子核外M層上僅有兩個電子的X原子是Mg,原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子不一定是Ca,還可以為副族元素,二者的性質(zhì)不一定相似,B錯誤;2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子分別是第ⅣA族的C和Si,性質(zhì)相似,C正確;最外層都只有一個電子的X、Y原子可以是H和Na等,性質(zhì)不同,D錯誤。
4.下列關(guān)于電離能和電負(fù)性的說法不正確的是 (　　)
A.第一電離能的大小:Mg>Al
B.鍺的第一電離能高于碳而電負(fù)性低于碳
C.Ni是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是碳
D.F、K、Fe、Ni四種元素中電負(fù)性最大的是F
【解析】選B。同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族的第一電離能比相鄰的第ⅢA族元素的第一電離能大,A正確;鍺是金屬元素而碳是非金屬元素,第一電離能低于碳,B不正確;Ni的價電子排布為3d84s2,未成對電子數(shù)為2,第二周期未成對電子數(shù)為2的元素有碳和氧,同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大,則電負(fù)性Cr(S)>r(O)。
(3)P的3p軌道處于半充滿狀態(tài),較難失去一個電子,所以第一電離能較大。
(4)D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H3PO4,除氫外其他原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可知P與O之間形成了一個配位鍵,結(jié)構(gòu)式為。
答案:(1)　3
(2)Na>S>O　(3)P　P的3p軌道處于半充滿狀態(tài),較難失去1個電子　(4)
8.(2019·重慶模擬節(jié)選)鑭系為元素周期表中第ⅢB族、原子序數(shù)為57～71的元素。
(1)鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式為[Xe]4f106s2,畫出鏑(Dy)原子外圍電子排布圖:____________________。?
(2)高溫超導(dǎo)材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,基態(tài)時Cu3+的電子排布式為______ ________________。?
(3)觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù),判斷最有可能顯示+3價的元素是________(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位:kJ·mol-1)?
元素
I1
I2
I3
I4
Yb(鐿)
604
1 217
4 494
5 014
Lu(镥)
532
1 390
4 111
4 987
La(鑭)
538
1 067
1 850
5 419
Ce(鈰)
527
1 047
1 949
3 547
(4)元素鈰(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]。組成配合物的四種元素,電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開___________________(用元素符號表示)。?
【解析】(1)根據(jù)鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式[Xe]4f106s2可知,鏑(Dy)原子外圍4f能級上有10個電子,6s能級上有2個電子,則其外圍電子排布圖為

(2)Cu是29號元素,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,高溫超導(dǎo)材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,說明Cu失去3個電子,則基態(tài)時Cu3+的電子排布式為[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8);
(3)第三電離能與第一電離能、第二電離能相差越小,第三個電子越容易失去,+3價可能性越大,在上述表中,鑭的I1、I2和I3最接近,則最有可能顯示+3價的元素是鑭;
(4)①元素鈰(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6],組成配合物的四種元素中,因元素非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,則O>N>H,又因Ce是金屬,其電負(fù)性在四種元素中最小,所以電負(fù)性大小順序?yàn)镺>N>H>Ce。
答案:(1)

(2)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)
(3)鑭　(4)O>N>H>Ce

1.(改編題)月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石(可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵-鎂橄欖石[(Mg/Fe)2SiO4])等。
(1)鐵橄欖石中鐵元素化合價為________,硅元素原子核外電子排布式為________________。?
(2)硅元素的原子核外共有________種不同能級的電子,其原子最外層共有________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。?
(3)月球上的上述主要礦物中,屬于短周期元素的原子半徑由大到小的順序?yàn)開_______(填元素符號)。?
(4)某元素與氧元素同周期,且與氧元素組成的化合物中氧元素顯+2價,兩者電負(fù)性關(guān)系是________(填元素符號)。?
【解析】(1)根據(jù)氧元素為-2價、硅元素為+4價,鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價為+2價,硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。
(2)硅元素原子核外有5種不同能級的電子,最外層有4種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。
(3)屬于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。
(4)與氧元素組成的化合物中氧元素顯+2價,說明電負(fù)性比氧元素更強(qiáng),只有F元素。
答案:(1)+2　1s22s22p63s23p2　(2)5　4
(3)Mg>Al>Si>O　(4)F>O
2.(2019·合肥模擬)A、B、C、D、E五種常見元素的基本信息如下表所示:
元素
相關(guān)信息
A
A元素的一種原子沒有中子,只有一個質(zhì)子
B
B是電負(fù)性最大的元素
C
C的基態(tài)原子2p軌道有三個未成對電子
D
D為主族元素,且與E同周期,其最外層上有兩個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子
E
E能形成磚紅色(紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物
請回答下列問題:
(1)寫出E元素原子基態(tài)時的電子排布式:__________,A元素的電子排布圖____________。?
(2)B元素原子的核外有____________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子,原子中未成對電子數(shù)為________________。?
(3)C元素的第一電離能比氧元素的第一電離能____________(填“大”或“小”)。?
(4)與D元素同周期且未成對電子數(shù)最多的元素是____________。?
【解析】根據(jù)題意,A為氫元素;B是電負(fù)性最大的元素,則B為氟元素;C的基態(tài)原子2p軌道中有三個未成對電子,核外電子排布為1s22s22p3,則C為氮元素;E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物,則E為銅;D是主族元素且與E同周期,其最外層上有2個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子,則D為鈣元素。
(1)E為銅元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,氫原子的電子排布圖為 。
(2)B元素是氟元素,原子序數(shù)是9,其核外電子排布圖為 ,原子核外有9種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子,原子中未成對電子數(shù)為1。
(3)一般非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),所以氮元素的第一電離能大于氧元素。
(4)D為鈣元素,位于第四周期,該周期中未成對電子數(shù)最多的元素其基態(tài)價電子排布為 [Ar]3d5 4s1,則為銘元素。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　
(2)9　1　(3)大
(4)Cr (或鉻)
3.第4周期有14種金屬元素,其中4種為主族元素,10種為過渡元素。
(1)錳元素在周期表中的位置為________________,屬于________區(qū)元素。?
(2)基態(tài)鉻原子的電子排布式為________________,與鉻元素同周期的所有元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鉻原子相同的有________。?
(3)基態(tài)Fe原子中,電子占據(jù)的最高能層的符號為________,該能層具有的原子軌道數(shù)為________,電子數(shù)為________。?
(4)As、Se、Br元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_____,第一電離能由大到小的順序?yàn)開___________。?
(5)銅、鋅兩種元素原子的第一電離能、第二電離能如表所示:
電離能/kJ·mol-1
I1
I2
銅
746
1 958
鋅
906
1 733
銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能,而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能,其主要原因是______________________________。?
答案:(1)第四周期第ⅦB族　d
(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　K、Cu
(3)N　16　2
(4)Br>Se>As　Br>As>Se
(5)Cu失去一個電子變成Cu+,Cu+的電子排布式為[Ar]3d10,能量較低,結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,所以Cu的第二電離能相對較大
4.A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常見元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:
元素
相關(guān)信息
A
原子核外有6種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子
C
基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等
D
原子半徑在同周期元素中最大
E
基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1
F
基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反
G
基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子
H
是我國使用最早的合金中的最主要元素
請用化學(xué)用語填空:
(1)A元素位于元素周期表第________周期________族;B元素和C元素的第一電離能比較,較大的是________(填元素符號,下同);C元素和F元素的電負(fù)性比較,較小的是________。?
(2)G元素的低價陽離子的結(jié)構(gòu)示意圖是________,F元素原子的價電子的電子排布圖是__________________,H元素的基態(tài)原子核外電子排布式是____________ ______________。?
(3)G的高價陽離子的溶液與H單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為__________________;?
與E元素成對角線關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質(zhì)與D元素的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式: __________。?
【解析】A的原子核外有6種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子,即核外共有6個電子,A為碳元素。C的基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,則核外電子排布式為1s22s22p4或1s22s22p63s2,C是氧元素或鎂元素。E的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,是鋁元素。D的原子半徑在同周期元素中最大,且D的原子序數(shù)比C大比E小,故D是鈉元素,則C是氧元素。由于A、B、C原子序數(shù)依次增大,故B是氮元素。F的基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反,說明p軌道上有5個電子,是氯元素。G的基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,是鐵元素。H是我國使用最早的合金中的最主要元素,是銅元素。
答案:(1)二?、鬉　N　Cl
(2)　
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O
5.開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。
(1)Ti(BH4)3是一種儲氫材料,可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。
①基態(tài)Ti3+的未成對電子數(shù)有________個。?
②Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)開___________________。?
(2)若已知氟元素電負(fù)性大于氧元素,試解釋H2O沸點(diǎn)高于HF:_______________ _________________________________________。?
【解析】(1)①基態(tài)Ti3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d1,其未成對電子數(shù)是1;②元素非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越大,非金屬性最強(qiáng)的是H元素,其次是B元素,最小的是Li元素,所以Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)镠>B>Li。
(2)分子間氫鍵數(shù)目越多,則沸點(diǎn)越高,H2O分子間氫鍵數(shù)比HF多,所以H2O沸點(diǎn)高。
答案:(1)①1?、贖>B>Li
(2)H2O分子間氫鍵數(shù)比HF多,所以H2O沸點(diǎn)高
6.(2019·咸陽模擬節(jié)選)原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素。其中A的基態(tài)原子有3個不同的能級,各能級中的電子數(shù)相等;C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同;D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序數(shù)為29。
(1)F基態(tài)原子的核外電子排布式為________________________。?
(2)在A、B、C三種元素中,第一電離能由小到大的順序是__________________ ______?(用元素符號回答)。
(3)元素B的簡單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)元素A的簡單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn),其主要原因是__________________________。?
(4)FC在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為F2C,從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因________ ________________________。?
【解析】原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素。其中A的基態(tài)原子有3個不同的能級,各能級中的電子數(shù)相等,原子核外電子排布式為1s22s22p2,故A為碳元素;C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同,則C原子核外電子排布式為1s22s22p4,故C為氧元素,由原子序數(shù)可知B為氮元素;F的原子序數(shù)為29,則F為Cu;E和C位于同一主族,則E為硫元素;D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素,處于ⅠA族,原子序數(shù)大于氧元素小于硫元素,故D為Na。(1)F原子核外電子數(shù)為29,基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1;
(2)同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢,但氮元素2p能級容納3個電子,處于半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于氧元素,故第一電離能N>O>C;(3)NH3分子之間存在氫鍵,CH4分子間的作用是范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng),故其沸點(diǎn)高于CH4;(4)Cu+外圍電子3d10軌道全充滿穩(wěn)定,Cu2+外圍電子3d9軌道電子非全充滿狀態(tài)不穩(wěn)定,故CuO在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為Cu2O。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)C

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