2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第12章 第37講 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素性質(zhì)精講義+優(yōu)習(xí)題（含解析）魯科版.docx

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第37講　原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素性質(zhì) 考綱要求　1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價電子的排布式和軌道表達式。2.了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用。4.了解電負性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。 考點一　原子核外電子排布原理 1．電子層、能級與原子軌道 (1)電子層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 (2)能級：同一電子層里電子的能量也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用s、p、d、f等表示，同一電子層里，各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。 (3)原子軌道：電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 原子軌道 軌道形狀 軌道個數(shù) s 球形 1 p 啞鈴形 3 特別提醒　第一電子層(K)，只有s能級；第二電子層(L)，有s、p兩種能級，p能級上有三個原子軌道px、py、pz，它們具有相同的能量；第三電子層(M)，有s、p、d三種能級。 2．基態(tài)原子的核外電子排布 (1)能量最低原則：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。 如圖為構(gòu)造原理示意圖，即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖： 注意　所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原則。 (2)泡利不相容原理 每個原子軌道里最多只能容納2個電子，且自旋狀態(tài)相反。 如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。 (3)洪特規(guī)則 當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。 洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。 3．基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖 (1)p能級的能量一定比s能級的能量高() (2)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多() (3)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等() (4)2px、2py、2pz的能量相等(√) (5)鐵元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6() (6)Cr的基態(tài)原子的簡化電子排布式為[Ar]3d44s2() (7)基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)() (8)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原則() (9)磷元素基態(tài)原子的軌道表示式為() 2．寫出下列原子或離子的①電子排布式、②價電子軌道表示式、③電子占的原子軌道數(shù)、④未成對電子數(shù)。 (1)N：①________________②_____________________________ ③____________________④_______________________________。 (2)Cl：①________________②_____________________________ ③____________________④_______________________________。 (3)Fe2＋：①____________②_______________________________ ③____________________④_______________________________。 (4)Cu：①______________②_______________________________ ③____________________④_______________________________。 (5)Se：①______________②_______________________________ ③____________________④________________________________。 (6)Br－：①____________②__________________________________ ③____________________④_________________________________。 答案　(1)①1s22s22p3　②?、?　④3 (2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5) ②?、?　④1 (3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6) ②?、?4?、? (4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) ②　③15?、? (5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4) ②　③18?、? (6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6) ②　③18?、? 核外電子排布常見錯誤 (1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤： ①(違反能量最低原則) ②(違反泡利不相容原理) ③(違反洪特規(guī)則) ④(違反洪特規(guī)則) (2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。 (3)注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、價電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：[Ar]3d104s1；價電子排布式：3d104s1。 1．第三代半導(dǎo)體材料的優(yōu)異性能和對新興產(chǎn)業(yè)的巨大推動作用，使得發(fā)達國家都把發(fā)展第三代半導(dǎo)體材料及其相關(guān)器件等列為半導(dǎo)體重要新興技術(shù)領(lǐng)域，投入巨資支持發(fā)展。第三代半導(dǎo)體材料有氮化鎵、碳化硅等。請回答下列問題： (1)硅原子占據(jù)電子的能級符號有________________，其中占據(jù)電子的能量最高的能級符號為________，該電子層已經(jīng)容納了________個電子。 (2)N原子中，有電子占據(jù)的最高電子層符號為________，該電子層已經(jīng)容納的電子數(shù)為________個。 (3)鎵為元素周期表中第31號元素，位于元素周期表第4周期。鎵原子具有________個電子層，每個電子層已經(jīng)容納的電子數(shù)之比為______________。 答案　(1)1s、2s、2p、3s、3p　3p　2　(2)L　5　(3)4 2∶8∶18∶3 解析　(1)硅位于元素周期表第3周期，有3個電子層，分別為K、L、M，每個電子層的能級數(shù)分別為1、2、2，其能級符號為1s、2s、2p、3s、3p，其中占據(jù)電子的最高能級為3p，s能級最多容納2個電子，p能級最多容納6個電子，故3p能級容納的電子數(shù)為14－2－2－6－2＝2。(2)N原子位于元素周期表第2周期，共2個電子層，符號分別為K、L，L為最高電子層，該電子層包括2s能級的2個電子和2p能級的3個電子，共5個電子。(3)通過比較，可以得出規(guī)律，電子層數(shù)與元素原子所在的周期數(shù)相等，故Ga有4個電子層，每層的電子數(shù)為2、8、18、3。 2．(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；其價電子軌道表示式為_____________________________________________。 (2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為________，C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為________________________________________________。 (3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________________________________________________ ______________，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為___________________________________________。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為__________________________________________。 (5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則n＝________；原子中能量最高的是________電子，軌道表示式為______________________________________________________。 答案　(1)N　 (2)Cl　 (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　 (4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (5)2　2p　 考點二　原子結(jié)構(gòu)與周期表、元素性質(zhì)的關(guān)系 1．原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系 (1)原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(完成下列表格) 周期 電子層數(shù) 每周期第一個元素 每周期最后一個元素 原子序數(shù) 基態(tài)原子的簡化電子排布式 原子序數(shù) 基態(tài)原子的電子排布式 2 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6 3 3 11 [Ne]3s1 18 1s22s22p63s23p6 4 4 19 [Ar]4s1 36 1s22s22p63s23p6 3d104s24p6 5 5 37 [Kr]5s1 54 1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d105s25p6 6 6 55 [Xe]6s1 86 1s22s22p63s23p63d104s24p6 4d104f145s25p65d106s26p6 (2)每族元素的價層電子排布特點 ①主族 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA 排布特點 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 主族 ⅤA ⅥA ⅦA 排布特點 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ②0族：He：1s2；其他ns2np6。 ③過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。 (3)元素周期表的分區(qū)與價層電子排布的關(guān)系 ①周期表的分區(qū) ②各區(qū)價層電子排布特點 分區(qū) 價層電子排布 s區(qū) ns1～2 p區(qū) ns2np1～6(除氦外) d區(qū) (n－1)d1～9ns1～2(除鈀外) ds區(qū) (n－1)d10ns1～2 f區(qū) (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 2.原子半徑 (1)影響因素 (2)變化規(guī)律 元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減?。煌髯逶貜纳系较?，原子半徑逐漸增大。 3．電離能 (1)第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號：I1，單位：kJmol－1。 (2)規(guī)律 ①同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。 ②同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。 ③同種原子：逐級電離能越來越大(即I1＜I2＜I3…)。 4．電負性 (1)含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。 (2)標(biāo)準(zhǔn)：以最活潑的非金屬氟的電負性為4.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體未計)。 (3)變化規(guī)律 金屬元素的電負性一般小于2，非金屬元素的電負性一般大于2，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在2左右。 在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸減小。 5．對角線規(guī)則 在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。 (1)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能() (2)第2周期主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大依次減小(√) (3)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C() (4)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√) (5)價電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區(qū)元素(√) (6)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大() (1)第3周期所有元素的第一電離能(I1)大小順序為 ___________________________________________________________(用元素符號表示)。 (2)Na的逐級電離能中有________次突躍。分別是哪級電離能發(fā)生突躍？________、________。 (3)F、Cl、Br、I的第一電離能由大到小的順序為_________________________________，電負性由大到小的順序為________________。 答案　(1)Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar (2)2　I2?I1　I10?I9 (3)F＞Cl＞Br＞I　F＞Cl＞Br＞I 1．(2018安徽省淮南模擬)表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問題： 表1 (1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子電子排布式： ________________________________________________________________________。 (2)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如表2： 　　　 元素 電離能/kJmol－1 o p I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 表2 比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)第3周期8種元素單質(zhì)熔點高低的順序如圖1所示，其中電負性最大的是_____(填圖1中的序號)。 (5)表1中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示，則該元素是__________(填元素符號)。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量 (3)Mn2＋的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定 (4)2　(5)Al 解析　(2)h為Mg元素，Mg單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為Mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級為半充滿狀態(tài)，相對比較穩(wěn)定，當(dāng)其失去第3個電子時比較困難，而Fe2＋的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其3d能級再失去一個電子即為半充滿狀態(tài)，故其失去第3個電子比較容易。(4)第3周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，其單質(zhì)中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點依次升高；硅形成原子晶體；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫為固體，氯氣、氬為氣體，8種元素熔點最低的為氬，其次為氯，其中電負性最大的為氯。(5)由圖可知，該元素的電離能I4遠大于I3，故為第ⅢA族元素，應(yīng)為Al。 2．根據(jù)信息回答下列問題： 不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負性。一般認為：如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7，通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值： 元素符號 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl 電負性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 (1)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有________性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是____________________________、 ________________________________________________________________________。 (2)通過分析電負性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負性值的最小范圍________________。 (3)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關(guān)系是__________________________。 (4)推測AlF3、AlCl3、AlBr3是離子化合物還是共價化合物： AlF3__________________，AlCl3____________________，AlBr3________________。 答案　(1)兩　Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O (2)0.9～1.5 (3)非金屬性越強，電負性越大；金屬性越強，電負性越小 (4)離子化合物　共價化合物　共價化合物 3．(2018南陽一中模擬)明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中已經(jīng)記載了我國古代用爐甘石(主要成分為ZnCO3)和煤冶鋅工藝，鋅的主要用途是制造鋅合金和作為其他金屬的保護層?；卮鹣铝袉栴}： (1)Zn基態(tài)原子核外電子排布式為_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。 ①與SO互為等電子體的陰離子化學(xué)式為________(寫出一種)。 ②氨的熱穩(wěn)定性強于膦(PH3)，原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)黃銅是由銅和鋅所組成的合金，元素銅與鋅的第一電離能分別為ICu＝746kJmol－1，IZn＝906kJmol－1，ICuC>Zn 解析　(1)Zn是30號元素。位于元素周期表第4周期ⅡB族，故其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)。(2)①SO為5原子32個價電子微粒，故與其互為等電子體的陰離子有PO、ClO等。②氮元素的非金屬性強于磷元素，故氨的熱穩(wěn)定性比膦強。(3)Cu與Zn的第一電離能分別為ICu＝746kJmol－1，IZn＝906kJmol－1，ICuC>Zn。 1．電子排布式和電子排布圖 (1)[2018全國卷Ⅱ，35(1)節(jié)選]基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為________________________________________________________________________。 (2)[2018全國卷Ⅲ，35(1)]Zn原子核外電子排布式為________________。 (3)[2017全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]Co基態(tài)原子核外電子排布式為_____________________。 (4)[2016全國卷Ⅰ，37(1)節(jié)選]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________________。 (5)[2016全國卷Ⅱ，37(1)節(jié)選]鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為______________________。 (6)[2016全國卷Ⅲ，37(1)]寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式________________________。 答案　(1) (2)[Ar]3d104s2 (3)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2) (4)3d104s24p2 (5)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) (6)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) 2．核外未成對電子數(shù) (1)[2017全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]元素Mn與O中，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。 (2)[2016全國卷Ⅰ，37(1)節(jié)選]基態(tài)Ge原子有______個未成對電子。 (3)[2016全國卷Ⅱ，37(1)節(jié)選]鎳元素基態(tài)原子的3d能級上的未成對電子數(shù)為________。 答案　(1)Mn　(2)2　(3)2 3．電子云和電子運動狀態(tài) (1)[2018全國卷Ⅱ，35(1)節(jié)選]基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為____________形。 (2)[2017全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高電子層的符號是________，占據(jù)該電子層電子的電子云輪廓圖形狀為________。 (3)[2015全國卷Ⅰ，37(1)]處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用__________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。 答案　(1)啞鈴(紡錘)　(2)N　球形　(3)電子云　2 4．電離能 (1)[2018全國卷Ⅲ，35(2)]黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________________________________________________________________________ I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)[2017全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]元素Mn與O中，第一電離能較大的是________。 (3)[2016全國卷Ⅱ，37(3)節(jié)選]元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958kJmol–1、INi＝ 1753kJmol－1，ICu>INi的原因是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)[2016全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，第一電離能Ga______As(填“大于”或“小于”)。 答案　(1)大于　Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子　(2)O　(3)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子　(4)小于 5．電負性 (1)[2016全國卷Ⅰ，37(4)]光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是______________。 (2)[2015全國卷Ⅱ，37(1)改編]O、Na、P、Cl四種元素中電負性最大的是_____(填元素符號)。 答案　(1)O＞Ge＞Zn　(2)O 6．原子半徑或離子半徑 (1)[2018全國卷Ⅰ，35(2)]Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________。 (2)[2016全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As。(填“大于”或“小于”) 答案　(1)Li＋核電荷數(shù)較大　(2)大于 1．碳、硅、鐵、銅、鋁、鈦是重要的材料元素。請回答下列有關(guān)問題： (1)上述元素中屬于主族元素的是________(填寫元素符號，下同)，在元素周期表d區(qū)的元素是________。 (2)原子核外電子含有四個電子層的元素是________，基態(tài)原子的原子軌道中未成對電子數(shù)最多的是________。 (3)基態(tài)鈦原子價電子的軌道表示式為________。 (4)基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1，由此可判斷銅在元素周期表中位于第________周期________族。 答案　(1)C、Si、Al　Ti、Fe　(2)Ti、Fe、Cu　Fe (3)　(4)4?、馚 解析　(1)C、Si是第ⅣA族元素，Al是第ⅢA族元素；Cu、Ti屬于副族，F(xiàn)e是第Ⅷ族元素。C、Si、Al為p區(qū)，Ti、Fe為d區(qū)，Cu為ds區(qū)。(2)第4周期的Ti、Fe、Cu均有四個電子層；基態(tài)Fe原子的價電子排布式為3d64s2，d軌道中含有4個未成對電子。(3)鈦位于第4周期ⅣB族，價電子排布式為3d24s2。(4)由外圍電子排布中的4s可推知Cu為第4周期，由價電子排布式中的電子為11個可知Cu在元素周期表中第11列，位于第ⅠB族。 2．(2018寧夏期中)A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁眨? (1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________。 (2)B元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，該原子的軌道表示式為________________________________________________________________________。 (3)C元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則該原子中能量最高的是________電子。 (4)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，該基態(tài)原子的價電子排布式為____________。 (5)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，該基態(tài)原子的電子排布式為______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)C或O　(2)　(3)2p (4)3d64s2　(5)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) 3．開發(fā)新型儲氫材料是氫能源利用的重要研究方向之一。請回答以下問題： (1)Ti(BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。 基態(tài)Ti3＋的電子排布式為____________________；LiBH4中Li、B、H元素的電負性由大到小的排列順序為________。 (2)氨硼烷(NH3BH3)是優(yōu)良的儲氫材料，少量氨硼烷可以由硼烷(B2H6)和NH3合成。 ①B、C、N、O的第一電離能由大到小的順序為_________________________________。 ②氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度略小于金剛石。則立方氮化硼晶體可用做________(填字母)。 a．切削工具 b．鉆探鉆頭 c．導(dǎo)電材料 d．耐磨材料 (3)一種有儲氫功能的銅合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，該晶體儲氫后的化學(xué)式為Cu3AuH8。銅與其他許多金屬及其化合物都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是_____________ ________________________________________________________________________。 (4)金屬氫化物也是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料。某儲氫材料是短周期金屬元素R的氫化物。R的部分電離能數(shù)據(jù)如表所示： I1/ kJmol－1 I2/ kJmol－1 I3/ kJmol－1 I4/ kJmol－1 I5/ kJmol－1 738 1451 7733 10540 13630 該金屬元素是________(填元素符號)。 答案　(1)[Ar]3d1　H＞B＞Li　(2)①N＞O＞C＞B?、赼bd　(3)激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量 (4)Mg 4．(2018武漢部分學(xué)校調(diào)研)鉀的化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}： (1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。 (2)鉀的焰色反應(yīng)為________色，發(fā)生焰色反應(yīng)的原因是_____________________________。 (3)疊氮化鉀(KN3)晶體中，含有的共價鍵類型有________________，N的空間構(gòu)型為________。 (4)CO能與金屬K和Mn形成配合物K[Mn(CO)5]，Mn元素基態(tài)原子的價電子排布式為________。 答案　(1)電子云　(2)紫　電子由較高能級躍遷到較低能級時，以光的形式釋放能量　(3)σ鍵和π鍵　直線形 (4)3d54s2　 解析　(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云形象化描述。(2)鉀的焰色反應(yīng)為紫色。發(fā)生焰色反應(yīng)，是由于電子從較高能級躍遷到較低能級時釋放能量，釋放的能量以光的形式呈現(xiàn)。(3)根據(jù)氮原子的結(jié)構(gòu)，疊氮化鉀晶體中含有的共價鍵類型有σ鍵和π鍵。N的空間構(gòu)型為直線形。(4)Mn元素基態(tài)原子核外有25個電子，電子排布式為[Ar]3d54s2，故其價電子排布式為3d54s2。 5．(2018湖北部分重點中學(xué)聯(lián)考)硫和鈣的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： (1)鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色，其中紅色對應(yīng)的輻射波長為________nm(填字母)。 A．435　B．500　C．580　D．605　E．700 (2)元素S和Ca中，第一電離能較大的是________(填元素符號)，其基態(tài)原子價電子排布式為________，其基態(tài)原子中電子的空間運動狀態(tài)有________種。 (3)硫的最高價氧化物對應(yīng)的水化物H2SO4能與肼反應(yīng)生成N2H6SO4，N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在________(填字母)。 A．離子鍵 B．共價鍵 C．配位鍵 D．范德華力 (4)基態(tài)Ca原子中，核外電子占據(jù)最高電子層的符號是________，該電子層為次外層時最多可以容納的電子數(shù)為________。鈣元素和錳元素屬于同一周期，且核外最外層電子排布相同，但金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低，原因是_________________________________。 答案　(1)E　(2)S　3s23p4　16　(3)D　(4)N　18　Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱 解析　(1)鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色，其中紅色對應(yīng)的輻射波長為700nm，故選E。(2)S原子吸引電子的能力大于Ca原子，第一電離能較大的是S，S是16號元素，基態(tài)原子價電子排布式為3s23p4。(3)N2H6SO4和(NH4)2SO4都是離子晶體，N2H和SO之間存在離子鍵，N2H中N和H之間形成6個共價鍵(其中2個為配位鍵)，N和N之間形成共價鍵，SO中S和O之間形成共價鍵，N2H6SO4晶體中不存在范德華力，故選D。(4)基態(tài)Ca原子含有4個電子層，核外電子占據(jù)最高電子層的符號是N，該電子層為次外層時容納的電子數(shù)不超過18個。Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少，導(dǎo)致鈣中金屬鍵較弱，使得金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低。 6．(2018長沙統(tǒng)一模擬考試)Mn、Fe均為第4周期過渡元素，兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于表中： 元素 Mn Fe 電離能/kJmol－1 I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 回答下列問題： (1)Mn元素價電子層的電子排布式為________，比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是______________________ ________________________________________________________________________。 (2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物。 ①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是________________。 ②六氰合亞鐵離子[Fe(CN)]中的配體CN－中C原子的雜化軌道類型是________，寫出一種與CN－互為等電子體的單質(zhì)分子的路易斯結(jié)構(gòu)式：________。 (3)三氯化鐵常溫下為固體，熔點282℃，沸點315℃，在300℃以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為________。 (4)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為________。 答案　(1)3d54s2　由Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)，較難(或Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，較易)　(2)①具有孤對電子?、趕p1　∶N≡N∶　(3)分子晶體　(4)2∶1 解析　(1)Mn為25號元素，核外電子排布式為[Ar]3d54s2。Mn2＋的價電子排布式為3d5，半充滿，更穩(wěn)定，而Fe2＋的價電子排布式為3d6，易失去1個電子生成更穩(wěn)定的3d5結(jié)構(gòu)。(2)①Fe具有空軌道，能與提供孤對電子的粒子形成配位鍵。②CN－中C原子的價層電子對數(shù)為2，sp1雜化。(3)FeCl3易升華，為分子晶體。(4)面心立方晶胞中Fe原子數(shù)為4，體心立方晶胞中Fe原子數(shù)為2。 7．(2018湖南衡陽第一次聯(lián)考)某鹽的組成可表示為3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl?；卮鹣铝袉栴}： (1)氯原子的電子排布式為________________。 (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第2周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________________； 氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)經(jīng)X射線衍射測得化合物3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 ①H3O＋中心原子的雜化類型為________，NH的空間構(gòu)型為________。 ②3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Π表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π)，則N中的大π鍵應(yīng)表示為________。 ③圖(b)中虛線代表氫鍵，其中表示式為(NH)N—H…Cl、________、________。 答案　(1)1s22s22p63s23p5　(2)同周期元素隨核電荷數(shù)增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量(E1)依次增大　N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子　(3)①sp3雜化　正四面體 ②5　Π　③(H3O＋)O—H…N(N) (NH)N—H…N(N) 解析　(1)氯原子的核電荷數(shù)為17，其電子排布式為1s22s22p63s23p5。 (2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合1個電子釋放出的能量依次增大，氮原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性。 (3)①H3O＋中價層電子對數(shù)都是3且含有一對孤電子對，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，中心原子的雜化類型為sp3雜化，NH中價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，其空間構(gòu)型為正四面體。②3[H3ON5]3[NH4N5]NH4Cl中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為5個，根據(jù)已知信息，N中參與形成大π鍵的原子數(shù)為5，形成大π鍵的電子數(shù)為6，所以N中的大π鍵表示為Π。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其中表示式為(NH)N—H…Cl、(H3O＋)O—H…N(N)、(NH)N—H…N(N)。 8．(2018四川五校聯(lián)考)磷是生物體中不可缺少的元素之一，它能形成多種化合物。 (1)基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高電子層符號為______；該電子層能量最高的電子云在空間有________個伸展方向，原子軌道呈________形。 (2)磷元素與同周期相鄰兩元素相比，第一電離能由大到小的順序為________。 (3)單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng)，可以生成PCl3和PCl5，其中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物中，P原子的雜化軌道類型為________，其分子的空間構(gòu)型為________。 (4)H3PO4為三元中強酸，與Fe3＋形成H3[Fe(PO4)2]，此性質(zhì)常用于掩蔽溶液中的Fe3＋。基態(tài)Fe3＋的核外電子排布式為_______________；PO作為________為Fe提供________。 答案　(1)M　3　啞鈴　(2)P>S>Si　(3)sp3　三角錐形　(4)[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)　配體　孤電子對 解析　(3)PCl3中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，PCl5中P原子為10電子結(jié)構(gòu)，PCl3中P原子采取sp3雜化，其分子的空間構(gòu)型為三角錐形。