原子核外电子的运动状态知识点

原子核外电子的运动状态：核外电子绕核并进行自旋运动，用电子云表示电子在核外运动空间出现的几率。常见运动区间是球形、哑铃型等。

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主族元素X的原子最外电子层中具有最多的未成对电子，元素Y的原子只有两种形状的电子云，且两种电子云的电子数相等，则X、Y组成的微粒中，不可能存在的是（）

A . X₂Y₅ B . XY₄^2- C . XY₂^- D . XY₃^-

下列原子中未成对电子（单独占据1个原子轨道的电子）数为2的是（）

A . O B . N C . F D . Cu

下列叙述中，正确的是（　　）

A . 在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子 B . 在一个基态多电子的原子中，不可能有两个能量完全相同的电子 C . 在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能量肯定比N层上的电子能量低 D . 在一个基态多电子的原子中，如果某一能级上有多个未成对电子，它们自旋方向必然相同

下列叙述中，不属于核外电子的特点的是（）

A . 质量很小 B . 运动范围很小 C . 运动速率很快 D . 有确定的运动轨道

根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：

（1）人们把电子云轮廓图称为原子轨道，s电子的原子轨道都是形的，p电子的原子轨道都是形的．
（2）原子序数为24的元素原子中有个能层，个能级，未成对电子．
（3）具有（n﹣1）d¹⁰ns²电子构型的元素位于周期表中区和族．
（4） H₂O、BF₃、PCl₃和PCl₅四种分子中各原子均达8电子结构的分子是
（5） NCl₃常温下为黄色粘稠的油状液体，可用作引爆剂和化学试剂．NCl₃分子的立体构型是，中心原子采取杂化方式．

在同一个原子中,M能层上的电子与Q能层上的电子的能量(　　)

A . 前者大于后者 B . 后者大于前者 C . 前者等于后者 D . 无法确定

第三代半导体材料氮化家（GaN）适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常称为高温半导体材料。回答下列问题：

（1）基态Ga原子价层电子的轨道表达式为，第一电离能介于N和B之间的第二周期元素有种。
（2） HCN分子中ο键与π键的数目之比为，其中ο键的对称方式为。与CN^-互为等电子体的分子为。
（3） NaN₃的是汽车安全气囊中的主要化学成分，其中阴离子中心原子的杂化轨道类型为。NF₃的空间构型为。
（4） GaN、Gap、GaAs都是很好的半导体材料，品体类型与品体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因。

GaN

GaP

GaAs

熔点

1700℃

1480℃

1238℃
（5） Ga晶胞结构如下图所示。已知六核柱底边边长为acm，阿伏加德罗常数的值N_A。

①品胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为：

②GaN的密度为g·cm^-3（用a、N_A表示）。

磷原子核外3p亚层中的电子，不相同的是（）

A . 电子云伸展方向 B . 电子云形状 C . 能量 D . 自旋方向

铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料，钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景。请回答下列问题：

（1）基态铁原子的价电子轨道表达式(电子排布图)为；在基态Ti²^＋中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为。
（2）铁元素常见的离子有Fe²⁺和Fe³⁺ ，稳定性Fe²⁺Fe³⁺（填“大于”或“小于”)，原因是。
（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH₄ClO₄的分解，NH₄⁺的结构式为（标出配位键）。
（4）金属钛采用六方最密堆积的方式形成晶体。则金属钛晶胞的俯视图为___________。

A . B . C . D .
（5）氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。

①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则与该Ti原子最邻近的Ti的数目为；

Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为。

②已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为a pm，N原子的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子的空间利用率为。（用a、b表示）

③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为。

下列说法错误的是（）

A . 原子模型

是玻尔提出的 B . 宇宙大爆炸后短时间内产生了氢、氦和大量的锂 C . 原子半径、核电荷数、核外电子排布共同决定了元素的性质 D . 电子云模型图片_x0020_100002

中的小黑点表示电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述

新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。

（1）元素N 的价层电子排布式为3d² 4s² ，其氯化物 NCl₄ 和LiBH₄ 反应可制得储氢材料N(BH₄)₃ 。元素 N 在周期表中的位置为，该原子具有种不同运动状态的电子。 B 原子的轨道表示式为。
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
① LiH 中，离子半径： Li⁺ (填“>”“=”或“<”) H^- 。

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(单位： kJ· mol^-1 )如下表所示：

I₁

I₂

I₃

I₄

I₅

738

1451

7733

10540

13630

M 的最高正价是价。
（3） AlF₃ 具有较高的熔点(1040℃)，属于(填晶体类型)晶体；AlCl₃ 在 178℃时升华，写出 AlF₃ 、AlCl₃晶体类型不同的原因(从原子结构与元素性质的角度作答)。

LiCoO₂、LiFePO₄常用作锂离子电池的正极材料。基态磷原子中，电子占据的最高电子层符号为，该电子层能量最高的电子云在空间有个伸展方向，原子轨道呈形。

下列说法不正确的是（）

A . 原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层 B . 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大 C . 2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形 D . 各能层含有的原子轨道数为n²(n为能层序数)

基态钠原子中不同空间运动状态的电子有（）

A . 11种 B . 6种 C . 4种 D . 1种

2020年12月17日，我国嫦娥五号返回器成功携带月壤返回。经专家分析月壤中含有铝、硅、钾、钛、铁、钴等多种元素。回答下列问题：

（1） Al基态原子的价电子排布式是，钾元素基态原子核外电子的空间运动状态有种。
（2）在硅酸盐中， $\text{[math]}$ 四面体(如图为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。

图甲为一种无限长单链结构的多硅酸根一部分，其中Si原子的杂化方式为，该多硅酸根的最简式为。
（3） $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 稳定，原因是。 $\text{[math]}$ (铁氰化钾)溶液是检验 $\text{[math]}$ 常用的试剂，该物质中 $\text{[math]}$ 键与 $\text{[math]}$ 键的个数比为。与配体 $\text{[math]}$ 互为等电子体的化学式为(写一种即可)。
（4）钛、钴的一种化合物晶胞结构如下图所示：

①晶胞中离Ti最近的O有个；由Ti原子和O原子构成的四面体空隙与二者构成的八面体空隙之比为。

②已知该晶体的密度为 $\text{[math]}$ ，则晶胞中Ti与O的最近距离是nm(用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。

下列说法正确的是（）

A . 电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述 B . 原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 C . 基态₂₄Cr原子的电子排布式是 $\text{[math]}$ D . BF₃、CCl₄分子中各原子最外层都能形成8电子结构

磷酸亚铁锂(LiFePO₄)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用 $\text{[math]}$ 和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：

（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。
（2） $\text{[math]}$ 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 $\text{[math]}$ 的结构式为，其中Fe的配位数为。
（3）苯胺()的晶体类型是。
（4） $\text{[math]}$ 中，电负性最高的元素是；P的杂化轨道与O的2p轨道形成键。
（5） $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(用n代表P原子数)。

下列基态原子的原子核外未成对电子数最多的是（）

A . Cr B . P C . Se D . Ca

锗、锡、铅均属于ⅣA族元素，它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。

（1） Ⅰ.完成下列填空：
锗元素原子核外能量最高的电子有个，它们运动所形成的电子云形状为形。
（2）氢化锗(GeH₄)结构与甲烷类似，在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH₄与CH₄沸点高低并说明理由。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性，主要是因为GeH₄与NH₃反应生成了 $\text{[math]}$ 和(填化学式)两种离子。
（3） Ⅱ.三水锡酸钠(Na₂SnO₃·3H₂O)是一种易溶于水的无色晶体，露置在空气中会逐渐转化成Na₂CO₃和Sn(OH)₄。
常温下，相同物质的量浓度的Na₂SnO₃溶液与Na₂CO₃溶液，前者pH(填“大于”“小于”或“等于”)后者。
（4）写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式。
（5） Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb²⁺、Pb(OH)⁺、Pb(OH)₂、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。当总含铅量一定时，各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
Pb(NO₃)₂溶液中， $\text{[math]}$ 2(填“＞”“=”或“＜”)；往Pb(NO₃)₂溶液中滴入稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子除Na⁺外，还有(填微粒符号)。
（6）科学家发现一种新型脱铅剂DH，能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为：2DH(s)+Pb²⁺(aq) $\text{[math]}$ D₂Pb(s)+2H⁺。则脱铅时最合适的pH约为(选填编号)。
a.4～5 b.6～7 c.8～10 d.12～14

过渡金属在生产、生活、科技等方面有着广泛的应用。例如仿生簇化合物Mn₄XO₄(X=Ca²⁺/Y³⁺/Gd³⁺)有望为实现利用太阳能和水获取清洁能源(氢能)开辟新途径，MnO_x·Na₂WO₄·SiO₂、钴(Co)的合金及其化合物材料等广泛应用于化工催化剂等领域。

请回答下列问题：

（1）基态钇(₃₉Y)的价层电子排布式为。
（2）基态Co原子核外有种运动状态不同的电子，其3d能级上有对成对电子。
（3） [Co(NO₂)₆]^3-中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号)。已知：[Co(CN)₆]^4-是强还原剂，与水反应能生成[Co(CN)₆]^3-。[Co(CN)₆]^4-中含有σ键与π键的数目之比为，[Co(CN)₆]^3-中C的杂化方式为。
（4） [Mn(NH₃)₂]²⁺中配体分子的立体构型是。[Mn(NH₃)₂]²⁺中键角∠HNH(填“大于” 、“小于”或“等于”)NH₃中键角∠HNH。
（5） MnF₂、MnCl₂晶体的熔点分别为856 ℃、650 ℃，二者熔点存在明显差异的主要原因是。
（6）碳化钨是一种由钨(W)和碳组成的晶体，其晶体结构如图所示，晶体的熔点为2870° C，硬度与金刚石相当。碳化钨的晶体类型是；已知：碳化钨晶体的密度为ρg·cm^-3 ， N_A为阿伏加德罗常数的值，六梭柱高为a cm，则底边长为(用含ρ、a、N的表达式表示)nm。

	GaN	GaP	GaAs
熔点	1700℃	1480℃	1238℃

I₁	I₂	I₃	I₄	I₅
738	1451	7733	10540	13630

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