14．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息，回答有关问题。
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元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是：
I1=738kJ/mol，I2=1451kJ/mol，I3=7733kJ/mol，I4=10540kJ/mol
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
（1）C2A4的电子式为______________。
（A、C为字母代号，请将字母代号用元素符号表示，下同）
（2）B元素的原子核外共有______种不同运动状态的电子，基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。
（3）某同学推断E元素基态原子的核外电子排布图为：
。
该同学所画的电子排布图违背了________________，该元素的原子I3远远大于I2，其原因是__________________________________。
（4）D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______________。
（用离子符号表示）
（5）用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为_____________________________。
（6）H位于元素周期表中_______区（按电子排布分区），其基态原子的价电子排布式为_________，实验室用一种黄色溶液检验H2+时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为__________________________________。
15．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中（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
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也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______。
（2）离子半径：
B____A（填“大于”或“小于”）。
（3）C原子的电子排布图是____，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原子电子所占原子轨道数为_______个，D﹣的结构示意图是_____。
（5）BD3的水溶液显______性，原因_____________________（用离子方程式表示）。
16．前四周期的以下五种元素：
X
单质与水反应生成的气体可使带火星的木条复燃
Y
核外有三个能级，毎个能级的电子数相等
Z
最外层电子数是次外层的3倍
W
在元素周期表中处于第8列
R
核外电子占据9个轨道，有2个未成对电子
Q
第二周期中单电子数最多
（1）X元素名称_____________，RZ3中R的杂化方式为_____________。
（2）W原子结构示意图为_____________，,Y、Z、Q电负性由小到大顺序_____________。
（用元素符号表示）
（3）将Q氢化物浓溶液中加入Cu粉，并通入Z2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为_______________________________________。
17．信息一：
铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等，用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。
信息二：
氯化铬酰（CrO2Cl2）是铬的一种化合物，常温下该化合物是暗红色液体，熔点为-96.5℃，沸点为117℃，能和丙酮（CH3COCH3）、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。
（1）铬（24号元素）基态原子的电子排布式为___________。
（2）CH3COCH3分子中含有________个π键，含有____________个σ键。
（3）固态氯化铬酰属于______________晶体，丙酮中碳原子的杂化方式为______________，二硫化碳属于______________（填“极性”或“非极性”）分子，分子中含有____________（填“极性”或“非极性”）键。
（4）K[Cr（C2O4）2（H2O）2]也是铬的一种化合物，该化合物属于离子化合物，其中除含离子键、共价键外，还含有____________键。
（5）金属铬的晶胞如图所示，一个晶胞中含有_______个铬原子。
18．铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。
请回答以下问题：
（1）元素金（Au）处于周期表中的第6周期，与Cu同族，金原子最外层电子排布式为_________；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中铜原子处于面心，金原子处于顶点位置，则该合金中铜原子与金原子数量之比为_____，该晶体中，原子之间的作用力是________；
（2）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。
若将铜原子与金原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_____________。
（3）CuSO4晶体的构成微粒是____和____，微粒间的作用力是_______，该晶体属于____晶体；
（4）SO42－中S以sp3杂化，SO42－的立体构型是__________________________；
（5）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是____________。
19．铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
（1）Cu位于元素周期表_____族。
Cu2+的外围电子排布式为_____________。
（2）Cu元素可形成
，其中存在的化学键类型有_____________（填序号）。
①配位键②氢键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键
（3）若
具有对称的空间构型，且当其中的两个NH3被两个Cl−取代时，能到两种不同结构的产物，则
的空间构型为____________（填字母）。
a.平面正方形b.正四面体c.三角锥型d.V形
（4）在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量，实验现象为先出现蓝色沉淀，最后沉淀溶解形成深蓝色的溶液.写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式：
______________。
（5）Cu2O的熔点比Cu2S的__________（填“高”或“低”），请解释原因_____________。
20．铁、钴（Co）属于第四周期第VIII族元素，含铁、钴化合物具有诸多用途。
回答下列问题：
（1）基态Co原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为________________。
（2）Co的配合物[Co（NH3）5Cl]SO4是一种重要的化合物。
①SO42-的空间立体构型为___________，其中S原子的杂化轨道类型是___________，写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式:
______________。
②[Co（NH3）5Cl]SO4中，N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________。
③[Co（NH3）5Cl]SO4中，存在___________（填字母）
a.离子键b.金属键c.配位键d.非极性键e.极性键
（3）铁氰化钾{K3[Fe（CN）6]}溶液是检验Fe2+常用的试剂。
①1mol[Fe（CN）6]3-含
键的数目为__________。
②CN-能与多种离子形成配合物，碳原子提供孤电子对，而不是氮原子，其原因是____________。
③FeS2晶体的晶胞如图所示。
晶胞边长为anm、FeS2相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为______g•cm-3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_________nm。
专题45原子结构与性质答案解析
1．下列排列顺序不正确的是（）
A．第一电离能：
F>O>N
B．酸性：
HClO4>H2SO4>H3PO4
C．热稳定性：
HF>HCl>H2S
D．熔点：
金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】A
【解析】A、同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，因此第一电离能：
F>N>O，故A错误；B、同周期从左向右非金属性增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性增强，即酸性：
HClO4>H2SO4>H3PO4，故B正确；C、非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：
F>Cl>S，即稳定性：
HF>HCl>H2S，故C正确；D、金刚石、碳化硅、晶体硅都是原子晶体，熔沸点的高低与共价键有关，键长：
Si－Si>C－Si>C－C，键能：
C－C>C－Si>Si－Si，则熔点：
金刚石>碳化硅>晶体硅，故D正确。
2．已知X、Y是同周期主族元素，且电负性X＞Y，下列说法错误的是
A．位置关系：
X在Y右侧B．第一电离能：
X一定大于Y
C．简单气态氢化物稳定性：
X大于YD．最高价含氧酸的酸性：
X强于Y
【答案】B
【解析】A．X、Y是同周期主族元素，且电负性X＞Y，则原子序数：
X＞Y，即X在Y右侧，故A正确；
B．一般情况下，同一周期从左向右第一电离能逐渐增大，但ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则X的第一电离能不一定大于Y，故B错误；C．非金属性：
X＞Y，则简单气态氢化物稳定性：
X＞Y，故C正确；D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：
X＞Y，则最高价含氧酸的酸性：
X＞Y，故D正确。
3．对于下列性质的比较正确的是
A．离子半径：
B．元素的电负性：
C．稳定性：
D．晶格能：
【答案】B
【解析】A．电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：
r（S2-）＞r（Cl-）＞r（Na+），故A错误；B．同主族自上而下电负性呈现减小的趋势，同周期自左而右电负性增大，故电负性：
Si＜P＜N，故B正确；C．非金属性S＜Cl，故氢化物稳定性H2S＜HCl，故C错误；
D．离子半径：
r（Mg2+）＜r（Na+），r（O2-）＜r（Cl-）＜r（Br-），且Mg2+、O2-电荷多，故晶格能MgO＞NaCl＞NaBr，故D错误。
4．原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半满”“全满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例。
下列事实不能作为这个规则的证据的是（ ）
A．硼元素的第一电离能小于铍元素的第一电离能
B．磷元素的第一电离能大于硫元素的第一电离能
C．基态铜原子的核外电子排布式为
而不是
D．某种激发态碳原子的核外电子排布式为
而不是
【答案】D
【解析】A．铍元素电子排布为：
1s22s2，2s为全满，较稳定，所以硼元素的第一电离能小于铍元素的第一电离能，故A正确；B．磷元素最外层电子排布为3s23p3，3p轨道半满，较稳定，所以磷元素的第一电离能大于硫元素的第一电离能，故B正确；C．3d10全满，4s1为半满，较稳定，电子排布不是[Ar]3d94s2，与洪特规则的特例有关，故C正确；D．1s22s22p2为基态，能量最低，激发态碳（C）原子电子排布式为1s22s12p3，与洪特规则的特例无关，故D错误。
5．下列叙述正确的是（ ）
A．
是基态原子的电子排布式
B．铬原子的电子排布式是
C．铜原子的价电子排布式是
D．氮原子的电子排布图是
【答案】A
【解析】A．电子排布式[Ar]3d64s2符合能量最低原理，所以[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式，故A正确；
B．Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；C．铜原子的价电子排布式是3d104s1，而不是3d94s2，故C错误；D．基态氮原子核外电子总数为7，2p轨道3个电子各占据1个轨道，正确的电子排布图为
，故D错误。
6．下列对一些实验事实的理论解释正确的是 （ ）
选项
实验事实
理论解释
A
氮原子的第一电离能大于氧原子
氮原子2p能级半充满
B
CO2为直线形分子
CO2分子中C＝O之间的夹角为109°28′
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体，石墨是原子晶体
D
HF的沸点高于HCl
HF的相对分子质量小于HCl
【答案】A
【解析】A．原子轨道中电子处于全空、半满、全满时最稳定，氮原子2p能级半充满，则氮原子的第一电离能大于氧原子，故A正确；B．理论解释不对，CO2分子的价层电子对是2，根据价层电子对互斥理论，CO2中C为sp杂化，CO2分子是直线型，故B错误；C．金刚石为原子晶体，石墨为混合型晶体，但石墨中共价键的键长比金刚石中共价键键长短，键能更大，所以石墨的熔点比金刚石的高，故C错误；D．卤族元素的氢化物都属于分子晶体，但氟化氢分子间存在氢键，氯化氢中不含氢键，导致氟化氢沸点高于HCl，故D错误。
7．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一族的是
A．3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子
B．3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子
C．最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为（n+1）s2的原子
D．最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为（n+1）s2（n+1）p6的原子
【答案】B
【解析】A、p轨道上有2个未成对电子，p能级的电子数可能为2或4，3p能级上有2个未成对电子的原子可能为Si和S，4p能级上有2个未成对电子的原子可能为Ge和Se，则不一定为同一族，选项A不符合题意；B、p轨道上只有1个空轨道，p能级应含有2个电子，3p能级上只有1个空轨道的原子为Si，4p能级上只有1个空轨道的原子为Ge，都为第ⅣA族元素，选项B符合题意；C、最外层电子排布为ns2的原子可能是He、第IIA族元素、副族元素，最外层电子排布为（n+1）s2的原子可能是第IIA族元素、副族元素，则不一定为同一族，选项C不符合题意；D、最外层电子排布为ns2的原子可能是He、第IIA族元素、副族元素，最外层电子排布式为（n+1）s2（n+1）p6的原子属于0族元素，则不一定为同一族，选项D不符合题意。
8．下列表示式错误的是（）
A．Na＋的轨道表示式：
B．Na＋的结构示意图：
C．Ge的电子排布式：
[Ar]3d104s24p2
D．Cu+的价电子排布式：
3d10
【答案】A
【解析】A.轨道表示式用一个方框或圆圈表示能级中的轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋方向的不同电子，每个轨道最多容纳2个电子，2个电子处于同一轨道内，且自旋方向相反，所以Na+的轨道表示式：
，故选A；B.Na+的原子核内有11个质子，核外有10个电子，结构示意图为
，故不选B；C.Ge的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s24p2，或写为[Ar]3d104s24p2，故不选C；D.Cu的价电子排布式为3d104s1，因此Cu+的价电子排布式：
3d10，故不选D。
9．科学研究证明：
核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷的数目有关。
氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是[Ne]3s23p6。
下列说法正确的是（）
A．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
B．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
C．两粒子的1s能级上电子的能量相同
D．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
【答案】B
【解析】A.硫离子是得到电子后变成这种结构，有较强的失电子能力，所以具有很强的还原性，二者性质不同，A错误；B.电子的能量不同，则发生跃迁，产生的光谱不同，B正确；C.虽然电子数相同，但核电荷数不同，所以能量不同，C错误；D.同是3p能级，氩原子中的核电荷数较大，对电子的引力大，所以电子离核较近，D错误。
10．若某元素原子处于能量最低状态时，价电子排布式为3d14s2，则下列说法正确的是（）
A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素原子最外层有3个电子
C．该元素原子的M层共有8个电子
D．该元素原子核外共有4个电子层
【答案】D
【解析】若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为3d14s2，则该元素是Sc，则A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有1个未成对电子，选项A错误；B．该元素原子最外层共有2个电子，选项B错误；C．该元素原子的M能层共有9个电子，选项C错误；D．该元素原子核外共有4个能层，即K、L、M、N，选项D正确。
11．下列化学用语的表达正确的是（）
A．原子核内有10个中子的氧原子：
O
B．氯原子的结构示意图：
C．Fe3＋的最外层电子排布式：
3s23p63d5
D．基态铜原子的外围电子轨道表示式：
【答案】C
【解析】A．原子核内有10个中子的氧原子的质量数=10+8=18，应该表示为188O，故A错误；B．氯原子核外电子总数为17，氯原子的结构示意图为
，故B错误；C．铁为26号元素，铁离子最外层电子数为13，根据构造原理可得：
Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5，故C正确；D．Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，基态原子外围电子排布式为：
3d104s1，图示中3d和4s能级电子数目不符，故D错误。
12．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是
A．原子含有未成对电子最多的第2周期元素
B．位于周期表第3周期ⅢA族的元素
C．原子最外电子层排布式为3s23p5的元素
D．原子最外电子层排布式为2s22p6的元素
【答案】C
【解析】由原子含有未成对电子最多的第二周期元素是氮，位于周期表中第三周期IIIA族的元素是铝，原子最外电子层排布为2s22p6的元素是氖，原子最外电子层排布为3s23p5的元素是氯，A是氮元素，B是铝元素，C是氯元素，D是氖元素，氖为稀有气体元素，很稳定，铝是金属元素，单质具有还原性，氯和氮均为非金属，氯原子最外层为7个电子，更容易得电子，所以电子氧化性最强。
故选C。
13．如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答以下问题：
（1）认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。
____________________
（2）由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是____________________。
（3）图中5号元素在周期表中的位置是________周期________族。
（4）图中出现的元素中最活泼的金属元素位于元素周期表的________周期________族。
（5）写出图中6号元素的价电子排布
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