原子结构的构造原理知识点题库

元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中都有非常重要的作用．下表（元素周期表前四周期的一部分）列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置．


			①	②	③
④	⑤	⑥		⑦	⑧
					⑨

请回答：

（1） ②所代表元素的名称为，原子结构示意图为　，在周期表中的位置为
（2）九种元素中，金属性最强的元素是　（填元素符号），最高价氧化物的水化物酸性最强的是　（填化学式），最高正化合价与最低负化合价的代数和为4的元素是　（填元素符号）．气态氢化物中，最稳定的是　（填化学式），水溶液呈碱性的是　　（填电子式）．
（3） ⑧和⑨的原子序数相差　，请写出一个能证明非金属性⑧＞⑨的离子方程式：
（4） ②、⑤、⑦所对应元素中原子半径最小的是　（填元素符号），简单离子半径最大的是（填离子符号）．
（5）用电子式表示④与⑦反应得到的化合物的形成过程

A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A²^﹣和B⁺具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子．回答下列问题：

（1）四种元素中电负性最大的是（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为．
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是（填分子式），原因是；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和．
（3） C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为，中心原子的杂化轨道类型．
（4）化合物D₂A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为．
（5） A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.566nm，F的化学式为，晶胞中A原子的配位数为；列式计算晶体F的密度（g•cm^﹣³）．

①原子序数为24的元素原子中有个能级，个价电子，个未成对电子．

②某元素原子的价电子构型为3S² ，它是区元素，元素符号为．

K、Fe、Ni均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：

（1） K元素处于元素周期表的区，其基态原子中，核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有个。
（2） KCl 和NaCl 均为重要的化学试剂，KCl 的熔点低于NaCl的原因为。
（3）从原子结构角度分析，Fe³⁺比Fe²⁺更稳定的原因是。
（4） NiSO₄ 溶于氨水形成[Ni (NH₃)₆]SO₄。
①写出一种与[Ni(NH₃)₆]SO₄中的阴离子互为等电子体的分子的分子式。
②1mol[Ni(NH₃)₆]SO₄中含有σ键的数目为。
③NH₃ 的VSEPR模型为；中心原子的杂化形式为，其杂化轨道的作用为。
（5） K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若N_A为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=g/cm³(用代数式表示)。

中国炼丹家约在唐代或五代时期掌握了以炉甘石点化鍮石(即鍮石金)的技艺：将炉甘石(ZnCO₃)、赤铜矿(主要成分Cu₂O)和木炭粉混合加热至800℃左右可制得与黄金相似的鍮石金。回答下列问题：

（1）锌元素基态原子的价电子排布式为，铜元素基态原子中的未成对电子数为。
（2）硫酸锌溶于过量氨水形成[ Zn(NH₃)₄]SO₄溶液。
①[Zn(NH₃)₄]SO₄中，阴离子的立体构型是，[Zn(NH₃)₄]²⁺中含有的化学键有。

②NH₃分子中，中心原子的轨道杂化类型为，NH₃在H₂O中的溶解度(填“大”或“小”)，原因是。
（3）铜的第一电离能为I_1Cu=745.5kJ·mol^-1 ，第二电离能为I_2Cu=1957.9kJ·mol^-1 ，锌的第一电离能为I_1Zn=906.4kJ·mol^-1 ，第二电离能为I_2Zn=1733.3kJ·mol^-1 ， I_2Cu>I_2Zn的原因是。
（4） Cu₂O晶体的晶胞结构如图所示。O^2-的配位数为；若Cu₂O的密度为dg·cm^-3 ，则晶胞参数a=nm。

[化学——选修3：物质结构与性质]铁是重要的工业元素。

（1）铁元素位于周期表中的区，Fe的外围电子排布的轨道表示式为，Fe的7个能级中能量最高的是。
（2） (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O俗称摩尔盐，其中H₂O的VSEPR模型名称为。写出一种与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式。
（3）金属Fe具有导电性，温度越高其导电性越，其原因是。
（4） ZnCl₂浓溶液常用于除去Fe表面的氧化物，反应可得[Zn(OH)₂Cl₂]^2-溶液。[Zn(OH)₂Cl₂]^2-中肯定不存在的微粒间作用力有(填选项字母)；
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力

画出溶液中[Zn(OH)₂Cl₂]^2-的结构式，并表示出配位键。
（5）某种磁性氮化铁的结构如图所示，Fe为堆积，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中，空隙的占有率为 $\text{[math]}$ ，则该化合物的化学式为。其中铁原子最近的铁原子的个数为；氮化铁晶胞底边长为anm，高为cnm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为g·cm^-3(用含a、c和N_A的计算式表示)。

按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题：A原子中只有一个电子层且只含有一个电子；B原子的3p轨道上得到一个电子后没有未配对电子；C原子的2p轨道上没有空轨道上且电子的自旋方向相同；D原子的第三电子层上有8个电子，第四层上只有1个电子；E原子的价电子排布式为3s²3p⁶。

（1）下列元素的名称是：B：；E：；
（2） D原子在元素周期表的区。
（3） C原子的电子排布图。
（4） B原子的核外价电子排布式。

第三代半导体材料氮化镓（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σ键与π键的数目之比为，其中σ键的对称方式为。与CN^—互为等电子体的分子为。
（3） NaN₃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，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因。

GaN

GaP

GaAs

熔点

1700℃

1480℃

1238℃
（5） GaN晶胞结构如下图所示：晶胞中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；

镍、钴、钛、铜等元素常用作制备锂离子电池的正极材料或高效催化剂。N_A表示阿伏加德罗常数，请填写下列空白。

（1）基态Co原子的电子排布式为。
（2）镍与CO生成的配合物Ni(CO)₄中，易提供孤电子对的成键原子是（填元素名称）；1 molNi(CO)₄中含有的σ键数目为；写出与CO互为等电子体的一种阴离子的化学式。
（3） Ti(BH₄)₂是一种储氢材料。BH₄^-的空间构型是，B原子的杂化方式。与钛同周期的第ⅡB族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是（写元素符号），原因是。
（4） CuFeS₂的晶胞如图所示，晶胞参数分别为anm、bnm、cnm；CuFeS₂的晶胞中每个Cu原子与个S原子相连，晶体密度ρ＝g·cm⁻³（列出计算表达式）。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子2和3的坐标分别为（0，1， $\text{[math]}$ ）、（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，0），则原子1的坐标为。

现有七种元素A，B，C，D，E，F，G，其中A，B，C为三个不同周期的短周期元素，E、F、G为第四周期元素。请根据下列相关信息，回答问题。

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B元素原子的核外p电子数与s电子数相等

C基态原子的价电子排布为ns^n-1npⁿ⁺¹

D的能层数与C相同，且电负性比C大

E元素的主族序数与周期数的差为1，且第一电离能比同周期相邻两种元素都大

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第五列

（1） C基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有个方向，原子轨道呈形，C简单离子核外有种运动状态不同的电子。
（2） ①一般情况下，同种物质为固态时密度大于其液态，但固态A₂B的密度比其液态时小，原因是；
②A₂B₂难溶于CS₂ ，简要说明理由：。
（3） G位于族区，它的一种氧化物常用于工业生产硫酸的催化剂，已知G在该氧化物中的化合价等于其价电子数，则该氧化物的化学式为；F晶体的空间堆积方式为。
（4） ED₃分子的VSEPR模型名称为，其中E原子的杂化轨道类型为。

某基态原子第四电子层只有2个电子，该原子的第三电子层电子数可能有（）

A . 8 B . 18 C . 8～18 D . 18～32

已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

下列能层中，不包含 d 能级的是（）

A . 1 B . 4 C . 5 D . 6

下列有关化学用语表示正确的是（）

A . 中子数为20的氯原子： $\text{[math]}$ B . MgCl₂的电子式：

C . F^-的结构示意图：

D . 硫酸氢钠在水中的电离方程式：NaHSO₄=Na⁺＋ $\text{[math]}$

下列原子的电子排布图中，符合能量最低原理的是( )

A .

B .

C .

D .

新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题：

（1）基态Si原子中，核外电子占据的最高能层的符号为，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为；基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²p¹ ，其转化为下列激发态时，吸收能量最少的是(填选项字母)。
A．[Ar] B．[Ar]
C．[Ar] D．[Ar]
（2） C与Si是同主族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析，其原因为。
（3）硼(B)与Ga是同主族元素，硼氢化钠(NaBH₄)是有机合成中重要的还原剂，其阴离子BH $\text{[math]}$ 的立体构型为；另一种含硼阴离子的结构如图所示，其中B原子的杂化方式为。
（4） GaCl₃的熔点为77.9℃，GaF₃的熔点为1000℃，试分析GaCl₃熔点低于GaF₃的原因为；气态GaCl₃常以二聚体形式存在，二聚体中各原子均满足8e^-结构，据此写出二聚体的结构式为。
（5） B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示，其中Mg原子间形成正六棱柱，6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为；相邻B原子与Mg原子间的最短距离为nm(用含x、y的代数式表示)。

铁元素被称为“人类第一元素”，铁及其化合物具有广泛的用途。

（1）水体中过量的 $\text{[math]}$ 是一种重要污染物，可利用纳米铁粉将其除去。
①基态铁原子核外电子排布式：；铁元素在元素周期表中的位置为，属于区元素。
②相同条件下，向含有 $\text{[math]}$ 的两份水样中分别加入纳米铁粉、纳米铁粉-活性炭-铜粉， $\text{[math]}$ 的去除速率差异如图1所示，产生该差异的可能原因为。
（2）铁镁合金是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图2所示。储氢时， $\text{[math]}$ 分子位于晶胞体心和棱的中心位置。
①该晶胞中 $\text{[math]}$ 的配位数是。
②该合金储满氢后所得晶体的化学式是。
（3）在生产中，常用 $\text{[math]}$ 处理 $\text{[math]}$ 的含 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 价)废水得到 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 易被氧化为 $\text{[math]}$ ，请利用核外电子排布的相关原理解释其原因：。