1、复习：原子结构与性质1.化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中13的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为,基态Cu3+的核外电子排布式为。(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合做录音磁带磁粉原料的为(填序号)。A.V2O5B.CrO2C.PbOD.ZnO(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,使她成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为
2、。1.答案(1)第四周期B族1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8(2)B(3)OCH解析(1)Cu原子核外有29个电子,基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故Cu元素在周期表中处于第四周期B族。基态Cu原子失去3个电子得到Cu3+,故基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8。(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时,该化合物具有磁性,V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,不含未成对电子;Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,含2个未成对电子;Pb和C元素同主族,P
3、b2+的6s能级处于最外层,有2个电子,故Pb2+不含未成对电子;Zn2+的价电子排布式为3d10,不含未成对电子,故具有磁性的为CrO2。(3)青蒿素中含有C、H、O三种元素,其电负性由大到小的顺序为OCH。2.元素周期表前四周期元素R、X、Y、Z原子序数依次增大,RO2是红棕色气体;X位于元素周期表第B族;同周期元素的基态原子中,Y的未成对电子最多;基态Z+最外层有18个电子。请回答下列问题:(1)基态Y原子的价层电子轨道表示式为。 (2)RO3-的立体构型是,写出两个与RO3-具有相同立体构型和键合形式的分子或离子:。(3)R及与R相邻的同周期元素中,第一电离能最大的是(填元素符号),原
4、因是。(4)若过渡金属离子具有未成对d电子,则容易吸收可见光而发生d-d跃迁,因而它们的水合离子常常具有颜色;若过渡金属离子无未成对d电子,则其水合离子是无色的。下列元素的离子的水合离子为无色的是()A.X2+B.X4+C.Y3+D.Z2+2.答案(1) (2)平面三角形CO32-、SO3(或SeO3等)(3)NN原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定(4)B解析根据题给信息,可以推断R为N,X为Ti,Y为Cr,Z为Cu。(1)Cr的价层电子排布式为3d54s1,故价层电子轨道表示式为。(2)NO3-中N无孤电子对,立体构型为平面三角形。与NO3-互为等电子体的微粒有CO32-、SO3等,它们与
5、NO3-具有相同的立体构型和键合形式。(3)与N同周期且相邻的元素有C、O,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能比O大,故第一电离能最大的为N。(4)A项,X2+(Ti2+)的电子排布式为Ar3d2,有2个未成对d电子,其水合离子有颜色,不符合;B项,X4+(Ti4+)的电子排布式为1s22s22p63s23p6,无未成对d电子,其水合离子无色,符合;C项,Y3+(Cr3+)的电子排布式为Ar3d3,有3个未成对d电子,其水合离子有颜色,不符合;D项,Z2+(Cu2+)的电子排布式为Ar3d9,有1个未成对d电子,其水合离子有颜色,不符合
6、。3.(1)Co元素基态原子的价电子排布式为。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为。(2)下列说法正确的是(填序号)。A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同B.第一电离能:AsGaC.电负性:AsGaD.原子半径:AsGa(3)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态锗原子价电子排布式为。(4)X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大。X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数,Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级,且每个能级中的电子总数相同;Z 的两种同素异形体都存在于大气中,对生命起着重要作用。另有M元素位于周期表的第4周期第6列。上述5种元素中,电负性最大的是(填元素名称),
7、M的基态原子的电子排布式是。3.答案(1)3d74s2NOC(2)BC(3)4s24p2(4)氧1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1解析(1)Co是27号元素,基态原子价电子排布式为3d74s2;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N元素原子的2p能级处于半充满状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻的元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是NOC。(2)GaAs晶胞结构与NaCl不同,故A错误;原子半径AsGa,故D错误。(3)Ge是32号元素,与Si同主族,基态原子价电子排布式为4s24p2。(4)Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的
8、能级,且每个能级中的电子总数相同,则Y的核外电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Z的两种同素异形体都存在于大气中,对生命起着重要作用,Z为O元素;X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数,且X、Y、Z、R原子序数依次增大,可知X为H或Be元素,R为Al元素;M元素位于周期表的第4周期第6列,故M为Cr元素。以上5种元素中,电负性最大的是O元素;Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1。4.X、Y、Z、W、J是元素周期表前四周期中的五种常见元素。其相关信息如下表:元素代号相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等Y
9、M层上有2对成对电子ZZ和Y同周期,Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63,中子数为34JJ的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐(1)元素X的一种核素可测定文物年代,这种核素的符号是。(2)元素Y位于元素周期表第周期第族。(3)元素Z的原子最外层共有种不同运动状态的电子。(4)W的基态原子核外价电子排布图是。(5)J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐的化学式为。4.答案(1)614C(2)三A(3)7(4) (5)NH4NO3解析X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,根据构造原理,X的基态原子核外电子排布式为1s22s2
10、2p2,X为C;Y的M层上有2对成对电子,Y的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,Y为S;Z和Y同周期,Z的电负性大于Y,Z为Cl;W的一种核素的质量数为63,中子数为34,质子数为63-34=29,W为Cu;J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐,J为N。5.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可与A形成10电子分子,B、C属同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半
11、满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E最外层电子数比最内层多1。请用具体的元素回答下列问题:(1)E元素基态原子电子排布式为 。(2)用电子排布图表示F元素原子的价电子构型。(3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的酸的化学式为。(4)离子半径:D+B3-,第一电离能:BC,电负性:CF。(填“”或“=”)(5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为11,X的电子式为,试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式:。5.答案(1)1s22s22p63s23p1(2) (3)HClO4(4)(5) Cu+2H+H2O2 Cu2+2H2O解析由题意可推出
12、A为H,B为N,C为O,D为Na,E为Al,F为S,G为Cl。(1)E为Al,Al原子核外有13个电子,根据构造原理,基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。(2)F为S,S原子核外有16个电子,S原子的价电子排布式为3s23p4,S原子的价电子排布图为。(3)F、G分别为S、Cl,S、Cl都是第三周期元素,同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,最高价含氧酸的酸性逐渐增强,酸性:HClO4H2SO4。(4)D+为Na+,B3-为N3-,Na+与N3-具有相同的电子层结构,根据“序大径小”,离子半径:D+C(O)。C、F分别为O、S,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,电负
13、性:C(O)F(S)。(5)A、C分别为H、O,H、O形成的原子个数比为11的分子为H2O2,即X为H2O2,H2O2的电子式为。Cu、稀硫酸与H2O2反应制备CuSO4的离子方程式为Cu+2H+H2O2 Cu2+2H2O。6.现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。回答下列问题:(
14、1)A元素的第一电离能(填“”“NOGBAb.第一电离能:EDCBc.电负性:AHGKd.最高价氧化物的水化物的酸性:BAHG(4)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价电子排布特点的有关叙述不正确的是。a.L位于元素周期表中第五周期A族,属于s区元素b.O位于元素周期表中第七周期B族,属于d区元素c.M的价电子排布式为6s1,属于ds区元素d.H所在族的价电子排布式为ns2np2,属于p区元素(5)1 mol某种短周期元素的最高价氧化物与12 mol NaOH恰好完全反应生成正盐,该元素在元素周期表中的位置为第周期族。7.答案(1)Sc镓(2)1s22s22p63s23p63d64
15、s2(3)cd(4)bc(5)三A解析(1)I位于第四周期第B族,为Sc。K位于第四周期第A族,元素名称为镓。(2)J为铁元素,基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(3)原子半径:GHAB,a项错误;B为N元素,2p轨道半充满,第一电离能:BC,b项错误;电负性:AHKG,c项正确;根据元素非金属性的变化规律知d项正确。(4)O位于第族,而不是B族;M的价电子排布式为5d106s1。(5)根据题意,某短周期元素的最高价氧化物与NaOH按物质的量之比为112恰好完全反应生成正盐,可知该元素的氧化物为P4O10,该元素为第三周期A族的磷元素。 8.有四种短周期元素
16、,它们的结构、性质等信息如下表所述:元素代号结构、性质等信息A短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂BB与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性C在空气中含量第二,在地壳中含量第一D海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写:(1)A原子的核外电子排布式为 。(2)B元素在元素周期表中的位置是;离子半径:B(填“大于”或“小于”)A。(3)C元素基态原子核外电子排布图为,其原子核外有个未成对电子,能量最高的电子为轨道上的电子,其轨道呈形。(4)D原子的电子排布式为,D-的结构示意图是。(5)B
17、的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为,与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为 。8.答案(1)Ne3s1或1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3) 22p哑铃(或纺锤)(4)Ne3s23p5或1s22s22p63s23p5(5)NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HClAlCl3+3H2O解析由表中信息可知A为钠元素、B为铝元素、C为氧元素、D为氯元素。9.(1)用“”或“”填空。电负性:NaMgAl,CNOF,ZnGeO。(2)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下,按要求排序:1s22s22p63s23p4;1
18、s22s22p63s23p3;1s22s22p3;1s22s22p5。第一电离能:(用元素符号表示,下同),原子半径:,电负性:,最高正化合价:。9.答案(1)NPSPSNFFNSPSN=P解析(1)同周期从左到右,元素电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素电负性逐渐减小。(2)据电子排布式可知号元素分别为S、P、N、F。10.下表中给出了部分元素的电负性:元素AlBBeCClFLi电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负性3.00.93.52.12.51.8已知:一般情况下,两成键原子对应元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键原子对应元素间电负性差
19、值小于1.7时,形成共价键。(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是 。(2)通过分析电负性的变化规律,确定Mg元素电负性的最小范围:。(3)现有下列物质: A.Li3NB. BeCl2C.AlCl3D.SiCa.属于离子化合物的是(填字母,下同);b.属于共价化合物的是;请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: 。10.答案(1)随着原子序数的递增,元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化(2)0.91.5(3)a.Ab.BCD测定各物质在熔融状态下能否导电,若能导电则为离子化合物,反之则为共价化合物解析(1)元素的电负性是元素的基本性质,且随着原子序数的递增呈周期性变化。
20、(2)根据电负性的递变规律:同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,可知在同周期中电负性NaMgMgCa,由题表中数据可确定Mg的电负性最小范围应为0.91.5。(3)根据已知条件及题表中数据可知,Li3N为离子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于离子化合物在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,但共价化合物不能。11.下图是部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断NaAr 元素中,Al的第一电离能的大小范围为Al(填元素符号)。(2)图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第周期第族。11.答案(1)NaMg(2)五A解析(1)由图中信息可知,同周期元素中第A族元素的第一电离能最小,而第A族元素的第一电离能小于第A族元素的第一电离能,故电离能:NaAlMg。(2)图中第一电离能最小的是碱金属元素Rb,其在元素周期表中位于第五周期第A族。