原子结构的构造原理知识点

原子结构的构造原理：原子是有原子核和核外电子构成，原子的质量主要决定于原子核，原子核中有质子和中子构成，核外电子按轨道理论按能量有低到高进行排布。

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比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低．

（1）2s 3s　（2）2s 3d （3）3d 4s （4）4f 6f （5）3p_x3p_z ．

以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况．试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则．

下列各项叙述中，正确的是（）

A . 镁原子由1s²2s²2p⁶3s²→1s²2s²2p⁶3p²时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B . 24Cr原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s² C . 若某基态原子的外围电子排布为4d²5s² ，它是第五周期IVB族元素 D . M层全充满而N层为4s¹的原子和位于第四周期第ⅠA族的原子是同一种元素

硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题：

（1） N原子核外有种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为。
（2）经测定发现，N₂O₅固体由NO₂⁺和NO₃^-两种离子组成，该固体中N原子杂化类型为；与NO₂⁺互为等电子体的微粒有(写出一种)。
（3）铵盐大多不稳定。NH₄F、NH₄I中，较易分解的是，原因是。
（4）第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为(填“元素符号”)。
（5）晶体硼有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体( 见图I)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由个硼原子构成；若该结构单元中有2 个原子为¹⁰B(其余为¹¹B)，那么该结构单元有种不同类型。
（6）硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似，B、N原子相互交替排列(见图II)，其晶胞结构如图III所示。设层内B-N核间距为apm，面间距为bpm，则该氮化硼晶体的密度为g/cm³(用含a、b、N_A 的代数式表示)。

芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。

（1）天冬酰胺所含元素中，(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
（2）天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有种。
（3） H₂S和H₂Se的参数对比见下表。

化学式

键长/nm

键角

沸点/℃

H₂S

1.34

92.3°

－60.75

H₂Se

1.47

91.0°

－41.50

①H₂Se分子中含有的共价键类型为(填“σ”或“π”)。

②H₂S的键角大于H₂Se的原因可能为。

③H₂Se的酸性比H₂S(填“强”或“弱”)。

（4）已知钼(Mo)位于第五周期ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能如下表所示：

编号	I₅/kJ·mol^－¹	I₆/kJ·mol^－¹	I₇/kJ·mol^－¹	I₈/kJ·mol^－¹
A	6990	9220	11500	18770
B	6702	8745	15455	17820
C	5257	6641	12125	13860

A是(填元素符号)，B的价电子排布式为。

[化学——选修3：物质结构与性质]

铁、钴、镍及其化合物有许多用途。回答下列问题：

（1）基态铁原子核外共有种不同空间运动状态的电子，铁、钻、镍基态原子核外未成对电子数最少的价层电子的电子排布图（轨道表达式）为。
（2）酞菁钴分子的结构简式如图甲所示，分子中与钻原子通过配位键结合的氮原子的编号是（填“1”“2”“3”或“4”），分子中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为(用相应的元素符号表示），分子中碳原子的杂化轨道类型为。
（3）高铁酸钾（K₂FeO₄)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，该晶体固态不导电，熔融状态、水溶液均能导电，该晶体属于（填晶体类型）。配合物Fe（CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x= 。
（4） NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和74pm，则熔点NiOFeO（填“>“<”或“=”)，原因是。
（5） Ni、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图乙所示，晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，其品体密度的计算表达式为g·cm^-3；晶胞中Cr⁴⁺位于O^2-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为pm。

Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素，它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

（1）基态Co原子的价电子排布式为，Co³⁺核外3d能级上有对成对电子。
（2） Co³⁺的一种配离子[Co(N₃)(NH₃)₅]²⁺中，Co³⁺ 的配位数是，1mol 配离子中所含σ键的数目为，配位体N₃^-中心原子杂化类型为。
（3） Co²⁺在水溶液中以[Co(H₂O)₆]²⁺存在。向含Co²⁺的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH₃)₆]²⁺ ，其原因是。
（4）某蓝色晶体中，Fe²⁺、Fe³⁺分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN^- ， K⁺位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为，立方体中Fe²⁺间连接起来形成的空间构型是。
（5） NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0,0,0)，B为(1,1,0)，则C离子坐标参数为。
（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O^2-作密置单层排列，Ni²⁺填充其中（如图乙），已知O^2-的半径为a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为g（用含a、N_A的代数式表示）。

铂钴合金是以铂为基含钴二元合金，在高温下，铂与钴可无限互溶，其固溶体为面心立方晶格。铂钴合金磁性极强，磁稳定性较高，耐化学腐蚀性很好，主要用于航天航空仪表、电子钟表、磁控管等。

（1）基态钴原子的价电子排布图为。
（2）二氯二吡啶合铂是由Pt²⁺、Cl^－和吡啶结合形成的铂配合物，有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明，顺式分子具有抗癌活性。

①吡啶分子是大体积平面配体，其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为。二氯二吡啶合铂分子中所含的C、N、Cl三种元素的第一电离能由大到小的顺序是。

②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有(填字母)。

a. 范德华力 b. 氢键 c. 金属键 d. 非极性键

③反式二氯二吡啶合铂分子是(填“极性分子”或“非极性分子”)。
（3）物质B在一定条件下水解生成的沸点为197 ℃，而的沸点为247 ℃，导致两种物质沸点相差较大的原因是。
（4）红镍矿是一种重要的含镍矿物，其主要成分的晶胞如图所示，则每个Ni原子周围与之紧邻的As原子数为。
（5）已知C₆₀分子结构和C₆₀晶胞如图所示：

①1个C₆₀分子中含有π键的数目为。

②晶胞中C₆₀的配位数为。

③已知C₆₀晶胞参数为apm，则该晶胞密度的表达式是g·cm^－3(N_A代表阿伏加德罗常数)。

以下表示锂离子结构的轨道表示式是（）

A . Li⁺ B .

C . 1s² D .

下列叙述中，正确的是：（）

A . 在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 . 在基态多电子的原子中，M层的电子能量肯定比L层上的电子能量高 D . 如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，它们自旋方向必然相反

硼、磷元素在化学中有很重要的地位，硼、磷及其化合物广泛应用于开发新型储氢材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。回答下列问题。

（1） Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得
①基态Ti³⁺的未成对电子数有个。

②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-构成，BH₄^-呈正四面体构型LiBH₄中不存在的作用力有(填标号)。

A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．配位键
（2）氨硼烷（NH₃BH₃)是一种新型储氢材料，其分子中存在配位键，则氨硼烷分子结构式为，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子(填化学式)。
（3）硼酸(H₃BO₃)是一种片层状结构白色晶体，层内的H₃BO₃分子间通过氢键相连[如下图]。

读图分析1molH₃BO₃的晶体中有 mol氢键。
（4）四(三苯基膦)钯分子结构如图：

P原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子的杂化轨道类型为；判断该物质在水中(填写“易溶”或者“难溶”)，并加以解释。
（5）硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示：
①该晶体中Na⁺的配位数为。
②已知硼氢化钠晶体的密度为ρg/cm³ ， NA代表阿伏加德罗常数的值，则a= (用含ρ、N_A的最简式子表示)

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E⁺原子核外有3个电子层且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题：

（1） E元素基态原子的电子排布式为：，该元素在周期表中属于区元素。
（2） B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为： (填元素符号)。
（3）下列表述中能证明氟元素电负性比D元素大的事实是 (填选项序号)。

A . HF比D的氢化物稳定 B . F₂与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质 C . 氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 D . D的单质与氢气化合时没有F₂与氢气化合时剧烈
（4）写出由A、B、C三种元素形成的化合物ABC的结构式：。
（5）写出一种由A、B、C、D四种元素形成的共价化合物的名称：。

（1）写出表示含有8个质子，10个中子的原子的化学符号：。
（2）根据下列微粒回答问题：¹H、²H、³H、¹⁴C、¹⁴N、¹⁶O、³⁵Cl₂、³⁷Cl₂
①以上8种微粒共有种核素，共种元素。

②互为同位素的是。

③质量数相等的是，中子数相等的是。
（3）相同物质的量的¹⁴CO₂与S¹⁸O₂的质量之比为；中子数之比为；电子数之比为。
（4）质量相同的H₂O和D₂O与足量钠反应，放出的气体在标况下的体积之比为。

已知某基态原子的外围电子排布为4d¹5s² ，则下列说法正确的是（）

A . 该元素位于第五周期，第ⅡA族 B . 该元素基态原子的最外层共有3个电子 C . 该元素基态原子的第四电子层上有5个空轨道 D . 该元素基态原子的第N层上共有9个不同运动状态的电子

根据有关知识，回答下列问题。

（1） Ⅰ符号3p_x所代表的含义是____(填序号)。

A . 3p_x轨道上有3个电子 B . 第3电子层3p_x轨道有三个伸展方向 C . p_x电子云有3个伸展方向 D . 第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道
（2） O^2-核外电子的运动状态有种。
（3）短周期元素(0族除外)中，第一电离能最小的元素是 (填元素符号，下同)，电负性最大的元素是。
（4）铜的原子序数是29，其价电子排布式为。
（5） Be的第一电离能大于B的第一电离能，原因为。

（6） Ⅱ．元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样，也是元素的一种性质。表中给出了14种元素的电负性：

元素	Al	B	Be	C	Cl	F	H
电负性	1.5	2.0	1.5	2.5	3.0	4.0	2.1
元素	Mg	N	Na	O	P	K	Si
电负性	1.2	3.0	0.9	3.5	2.1	0.8	1.8

已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，一般形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，一般形成共价键。

请指出下列化合物中显正价的元素(填元素符号)。

NaH：，ICl：

（7）表中符合“对角线规则”的元素有Be和Al、B和Si，它们的性质分别有一定的相似性，写出Be(OH)₂与NaOH溶液反应的离子方程式：。

X、Y、Z、W是关乎宇宙起源、生命形成的最为核心的元素，称之为元素中的“四大天王”，其中Y、Z、W位于同一周期，且原子序数依次增大。下表是6种元素的相关信息：

X	该元素的一种核素的中子数为0
Y	能与X形成正四面体形的分子
Z	空气中含量最多的元素
W	其单质通常作助燃剂
U	地壳中含量最多的金属元素
V	M层电子数是K层的3倍

（1） Y元素在周期表中的位置是。
（2） Z的气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物化合生成M，写出M中存在的化学键的类型。
（3）请写出U的最高价氧化物的水化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式(U用实际元素符号表示)。
（4）比较沸点：X₂WX₂V (填“>”、“=”或“<”)。

符号“ $\text{[math]}$ ”没有给出的信息是（）

A . 能层 B . 能级 C . 电子云在直角坐标系里的取向 D . 电子的自旋取向

硼族元素(Boron group)指元素周期表中ⅢA 族所有元素，其中硼广泛应用于耐高温合金工业。回答下列问题：

（1）铊(Tl)是位于第 6 周期的硼族元素，其价电子轨道表示式为，原子序数为。
（2）晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体，能自发呈现多面体外形，晶体氮化硼结构类似于金刚石，其熔沸点比晶体硼 (填“高”或“低”)，解释原因。第 2 周期元素中，第一电离能介于 N 和 B 之间的元素有 (填“元素符号”)。
（3）硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图所示(图中虚线表示氢键)。

硼酸在冷水中的溶解度很小，在热水中较大，解释原因， 1mol 硼酸晶体中含有氢键的数目为。
（4）硼氢化钠(NaBH₄)是一种重要的储氢载体，该化合物中含有的化学键类型有，键角 H-B-H 为，其阴离子空间构型为。

下列表示正确的是（）

A . 3－甲基戊烷的键线式：

B . NaOH的电子式：

C . 基态氮原子轨道表示式：

D . 硫离子的结构示意图：

K、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序如图所示，其中c、d均是热和电的良导体。

回答下列问题：

（1）图中d单质对应元素基态原子的电子排布式为。
（2）单质a、f对应的元素以原子个数比1∶1形成的分子(相同条件下对 $\text{[math]}$ 的相对密度为13)中所含 $\text{[math]}$ 键和 $\text{[math]}$ 键的个数比为，其中f原子的杂化轨道类型为。
（3） a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为；将X溶于水后的溶液滴入到d的硫酸盐溶液中至过量，得到配合物的化学式为，其中d离子的配位数为。
（4） e、f单质对应元素的简单气态氢化物的热稳定性(用相应的化学式表示)>，原因是。
（5） c与氧元素和碘元素形成的一种晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中c原子、氧原子和碘原子分别处于顶点、面心和体心位置，如图所示。该晶体的化学式为，与c原子紧邻的氧原子有个。该晶体中c原子与氧原子间的最短距离为nm。

化学式	键长/nm	键角	沸点/℃
H₂S	1.34	92.3°	－60.75
H₂Se	1.47	91.0°	－41.50

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