内容正文:
第一节 原子结构 原子核外电子排布
课程标准
核心素养(教师用书独具)
1.知道元素、核素的含义。能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异
2.知道电子运动的能量状态具有量子化特征(能量不连续),电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁,知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述
3.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的核外电子排布和轨道表示式,并说明含义
1.宏观辨识与微观探析:能从能层、能级等不同层次认识原子的结构,以及核外电子排布规律,能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系
2.证据推理与模型认知:能运用构造原理和能量最低原理,揭示元素原子核外电子排布的规律
3.变化观念与平衡思想:能多角度、动态地分析核外电子的运动状态及原子结构的变化规律,认识元素性质的变化规律
考点一 原子结构
一、原子结构
1.原子的构成
(1)决定元素种类的是 质子 。
(2)决定元素化学性质的是 最外层电子 。
(3)决定原子种类的是 质子和中子 。
(4)决定原子相对质量的是 质量数 。
2.几种符号的意义
3.原子中各微粒间的数量关系
(1)质子数=核电荷数= 核外电 子数=原子序数
(2)质量数(A)= 质子 数(Z)+中子数(N)
(3)阳离子:质子数=核外电子数+电荷数
阴离子:质子数=核外电子数-电荷数
二、元素、核素、同位素、同素异形体
1.同素异形体
同种元素组成的不同 单质 ,比如白磷与红磷,石墨、金刚石与C60,O2与O3等。
2.元素、核素、同位素之间的关系
3.同位素的特征
(1)同一元素的各种核素的 中子数 不同, 质子数 相同,化学性质 几乎完全相同 ,物理性质 差异较大 。
(2)同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
4.同位素的“六同三不同”
5.几种重要的核素及其应用
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制 氢弹
示踪原子
(1)原子不一定都有中子,如H。
(2)质子数相同的粒子不一定属于同一种元素,如F与OH-。
(3)核外电子数相同的粒子,其质子数不一定相同,如Al3+与Na+、F-等,NH与OH-等。
(4)不同的核素可能具有相同的质子数,如H与H;也可能具有相同的中子数,如C与O;也可能具有相同的质量数,如C与N;也可能质子数、中子数、质量数均不相同,如H与C。
(5)同位素的物理性质不同,但化学性质几乎相同。
(6)不同核素之间的转化属于核反应,不属于化学反应。
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)质子数为35、中子数为45的溴原子:Br( √ )
(2)35Cl2与37Cl2互为同位素( × )
(3)U和U是同位素,核反应属于化学变化( × )
(4)(2023·广东卷)创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素( √ )
(5)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子( √ )
(6)H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数( × )
(7)原子最外层上的电子数少于4个时,电子数越多,还原性越强( × )
(8)若两种不同的核素具有相同的中子数,则二者一定不属于同种元素( √ )
2.(1)H、H、H与16O、17O、18O能组成______种不同的水分子?
(2)有5种单核粒子,它们分别是
+、 2+、 (“”内元素符号未写出),则它们所属元素的种类有______种。
(3)1H、2H、3H三种微粒都属于______,因为它们是具有相同______的同一类原子。
(4)在H、H、H、C、C、C、N、N中,核素、元素的种数分别为______种、______种。
(5)C、C、C的关系为______,因为它们是具有______的同一元素的不同原子,它们的化学性质几乎完全相同。
答案:(1)18 (2)3
(3)氢元素 质子数
(4)8 3
(5)同位素 相同的质子数和不同的中子数
3.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为______,所含中子的物质的量为______,所含质子数为______,所含电子数为______。
答案:(m+1)mol N mol
(m+A-N)NA (m+A-N)NA
◆[题组1] 微粒结构
1.(2024·天津市和平区高三联考)是目前发现的最后一种元素,也是最重的一种元素,元素符号为Og,是人工合成的放射性稀有气体元素,它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子撞击锎(Cf)靶,可以产生Og,其反应可表示为:Cf+Ca→Og+3n,下列说法错误的是( )
A.Og原子核内有176个中子,质子数为118
B.Ca与Ca的化学性质几乎相同
C.Og是一种性质稳定的非金属元素
D.锎为过渡元素
解析:C [Cf+Ca→Og+3n,即Cf+Ca→Og+3n。A项中Og为Og,则其原子核内有294-118=176个中子,质子数为118,A正确;B项,Ca与Ca互为同位素,电子数相同,基态原子电子排布方式相同,化学性质几乎相同,B正确;C项,Og具有放射性,不稳定,C不正确;D项,锎核电荷数为98,位于第七周期ⅢB族,是一种锕系元素,属于过渡元素,D正确。]
2.现有下列几组粒子:①N2、CO、C2H2;②NH、H3O+、OH-;③C、O、CN-;④PO、SO、ClO。对上述四组粒子归类正确的是( )
A.质子数相等,电子数和原子数不相等:①
B.质子数和电子数相等,原子数不相等:②
C.电子数相等,质子数和原子数不相等:③
D.原子数和电子数相等,质子数不相等:④
解析:D [①N2、CO、C2H2的质子数和电子数都等于14,原子数不相等;②NH、H3O+、OH-的原子数和质子数不相等,电子数都为10;③C、O、CN-的原子数和电子数都相等,质子数不相等;④P、S、Cl所含的电子数分别为15、16、17,酸根离子中所含氧原子数均相等,所带负电荷数依次为3、2、1,三种酸根离子所含的总电子数相等(18+32)、原子数都为5,但三种酸根离子的质子数不相等。]
◆[题组2] 元素、核素、同位素的概念辨析
3.YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料,下列关于Y的说法正确的是( )
A.Y的质子数与中子数之差为50
B.Y和Y为同位素
C.Y和Y的核外电子数不相等
D.Y和Y是钇元素的两种不同的核素,具有不同的化学性质
解析:B [中子数=89-39=50,质子数与中子数之差为(89-39)-39=11,故A错误;Y和Y是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,属于同位素,故B正确;Y和Y质子数相同,核外电子数相同,最外层电子数相同,两者具有相同的化学性质,故C、D错误。]
4.地表水和地下水都来源于大气降水,但重水和轻水中同位素含量是不同的,有时差别还相当大,氢包括两种稳定核素:H和D,氧常见的核素16O、17O和18O,下列有关说法正确的是( )
A.H2和D2互为同分异构体,其化学性质完全相同
B.HO、HO、HO互为同位素,都能与金属钠发生反应
C.18O2和18O3互为同素异形体,其密度之比为2∶3
D.电解一定量的DO时,阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
解析:D [本题以科技知识为背景,重点考查同位素、同素异形体等概念,同分异构体一般指分子式相同,结构不同的有机物,H2和D2为组成和结构都相同的无机物,A错误;16O、17O、18O互为同位素,HO、HO、HO既不互为同位素,也不是同素异形体,B错误;18O2和18O3互为同素异形体,但只有在同温同压下,它们的密度之比才为2∶3,C错误;电解一定量的DO时,阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2,其质量之比为2∶9,D正确。]
(1)同种元素可以有多种不同的核素,只有原子才可能是同位素,单质才可能是同素异形体。
(2)同位素之间的转化属于核反应,不是化学反应。
考点二 原子核外电子排布原理
一、能层、能级与原子轨道
1.能层(n)
在多电子原子中,核外电子的 能量 是不同的,按照电子的 能量差异 将其分成不同能层,通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
2.能级
同一能层里的电子的 能量 也可能不同,又可将其分成不同的能级,通常用 s、p、d、f 等表示,同一能层里,各能级的能量按 s、p、d、f 的顺序升高。
3.原子轨道
原子轨道就是指电子在原子核外的一个 空间运动 状态,即电子在核外经常出现的区域,其中电子云轮廓图就是这种区域的描述,故这种电子云轮廓图就是 原子轨道 形象化的描述。
原子轨道
轨道形状
轨道数目
s
球形
1
p
哑铃形 (或纺锤形)
3
d
5
f
7
[注意] 第一能层(K)只有s能级,有1个原子轨道;第二能层(L)有s、p两种能级,有4个原子轨道;第三能层(M)有s、p、d三种能级,有9个原子轨道,其中同一能级的不同原子轨道具有相同的能量。
二、基态原子核外电子排布的三个规律
1.能量最低原理
电子总是尽先占有能量 最低 的原子轨道,然后依次进入能量 较高 的原子轨道,使整个原子的能量处于最低状态,其中原子的电子排布遵循 构造原理 能使整个原子的能量处于最低状态。其构造原理示意图如下:
[注意] 由构造原理可知,从第三能层开始,不同能层的能级出现交错现象,如E(3d)>E(4s)、E(4f)>E(5p),E(4f)>E(6s)等,即E(ns)<E[(n-2)f]<E[(n-1)d]<E(np),其中n表示能层数。
2.泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子,且自旋状态 相反 ,例如,2s2的电子排布为,不能表示为。
3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据 1个 轨道,且自旋状态 相同 ,例如。2p3的电子排布为,不能表示为。
[注意] 洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14),半满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时、体系较稳定、能量最低。例如,24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
三、基态原子(离子)核外电子排布的表示方法
1.核外电子排布式
按电子排入各能层中 不同能级 的先后顺序,用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的 电子 数的式子。例如,Cu:1s22s22p63s23p63d104s1,其简化电子排布式为: [Ar]3d104s1 。
2.价电子排布式
表示原子核外价层电子排布的式子。例如,基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为 3d64s2 。
[注意] 价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
3.电子排布图(轨道表示式)
用方框表示 原子轨道 ,用“↑”或“↓”表示 自旋方向 不同的电子。表示核外电子排入各能层中不同能级的先后顺序和在轨道中的排布情况的图形(或式子)。
例如,基态S原子的电子排布图为
,核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。
四、原子状态与原子光谱
1.基态和激发态
(1)基态原子:处于 最低能量 的原子。
(2)激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从 低能级 跃迁到 高能级 状态的原子。
2.原子光谱
不同元素的原子发生跃迁时会 吸收 或 释放 不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
3.基态、激发态及光谱示意图
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)基态Fe原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2( √ )
(2)(2023·海南卷)Cu基态原子核外电子排布符合构造原理( × )
(3)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( × )
(4)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等( × )
(5)2px、2py、2pz的能量相等( √ )
(6)(2023·海南卷)NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关( × )
(7)电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( × )
(8) ,表示的原子能量处于最低状态( × )
2.按要求书写电子排布式或电子排布图。
(1)基态C原子的核外电子排布式为______________________________________。
(2)基态Ni原子的简化电子排布式为______________________________________。
(3)基态Cr3+的核外电子排布式为_________________________________________。
(4)(2023·广东卷)基态Fe2+的3d电子轨道表示式为__________________________。
(5)(2023·海南卷)锑和磷同族,锑原子基态的价层电子排布式为________________________________________________________________________。
(6)基态Ni2+的价电子排布图为__________________________________________。
答案:(1)1s22s22p2 (2)[Ar]3d84s2
(3)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(4)
(5)5s25p3
(6)
3.(2024·安徽六校高三开学考)下列化学用语表示正确的是( )
A.SO3的VSEPR模型:
B.用电子云轮廓图表示H—H的s-s σ键形成的示意图:
C.碳的基态原子轨道表示式:
D.HCl的形成过程:
解析:B [A.SO3中心原子价层电子对数:3+(6-2×3)=3,无孤电子对,VSEPR模型是平面三角形,与图不相符,故A错误;B.H的s能级为球形,两个氢原子形成氢气时,是两个s能级的原子轨道相互靠近,形成新的轨道,则用电子云轮廓图表示H—H的s-sσ键形成的示意图:,故B正确;C.基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同,轨道表示式:,故C错误;D.是共价化合物,不存在电子得失,其形成过程应为,故D错误。]
◆[题组1] 核外电子排布原理
1.(1)(2023·北京卷)基态S原子价层电子排布式是________。
(2)(全国卷Ⅱ)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。
(3)(全国卷Ⅰ)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______。
(4)[2021·山东,16(1)]基态F原子核外电子的运动状态,有______种。
答案:(1)3s23p4 (2)哑铃(或纺锤) (3)N 球形 (4)9
2.气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化,吸收能量最多的是( )
A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
答案:B
◆[题组2] 核外电子排布的表示方法
3.(1)(经典高考)Cu2+基态核外电子排布式为______。
(2)(经典高考)元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是______。
(3)(经典高考)Co基态原子核外电子排布式为______________________。
(4)(经典高考)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________________。Ge原子有____个未成对电子。
(5)(经典高考)镍元素基态原子的电子排布式为______________________。3d能级上的未成对电子数为______。
(6)(经典高考)写出基态As原子的核外电子排布式______________________。
(7)(经典高考)P原子的核外电子排布式为____________________________。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)
(2)Mn
(3)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)
(4)3d104s24p2 2
(5)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2
(6)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
(7)1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
4.A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为______。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为______,C的元素符号为______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为______,其基态原子的核外电子排布式为_________________________________________________________。
(4)E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,E的元素符号为______,其基态原子的核外电子排布式为______________________________________。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=____;原子中能量最高的是____电子。
解析:(1)A元素基态原子次外层有2个电子,故次外层为K层,A元素有2个电子层,由题意可写出其电子排布图为或 ,则该元素核外有6或8个电子,为碳元素或氧元素。(2)B-、C+的电子层结构都与Ar相同,即核外都有18个电子,则B为17号元素Cl,C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价离子,其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即为26号元素Fe。(4)根据题意要求,首先写出电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,该元素为29号元素Cu。(5)s能级只有1个原子轨道,故最多只能容纳2个电子,即n=2,所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3,由此可知F是N元素;根据核外电子排布的能量最低原理,可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。
答案:(1)C或O (2)Cl K
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(5)2 2p
◆[题组3] 等电子微粒
5.(1)与CO互为等电子体的分子是______。
(2)与GaO互为等电子体的一种分子是__________(填化学式)。
(3)写出 2 种与C互为等电子体的分子的化学式_______________________________。
(4)写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式______。
(5)与NH互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
答案:(1)N2 (2)BeCl2(或CO2、CS2,合理即可)
(3)CO、N2 (4)NH (5)CH4或SiH4
6.等电子体之间结构相似、物理性质也相近。根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数和原子最外层电子总数相同,均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A.CO和NO B.O3和SO2
C.CO2和NO D.SCN-和N
解析:C [C选项中,CO2与NO具有相同的原子总数,但最外层电子总数不同,CO2为16,而NO为18,故二者不能互称为等电子体。]
记忆等电子体,推测等电子体的性质
(1)常见的等电子体汇总
微粒
价电子总数
空间结构
CO2、CNS-、NO、N
16e-
直线形
CO、NO、SO3
24e-
平面三角形
SO2、O3、NO
18e-
V形
SO、PO
32e-
正四面体形
PO、SO、ClO
26e-
三角锥形
CO、N2
10e-
直线形
CH4、NH
8e-
正四面体形
(2)根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子体的微粒的空间结构,并推测其物理性质。
①(BN)x与(C2)x,N2O与CO2等也是等电子体;
②硅和锗是良好的半导体材料,它们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料;
③白锡(βSn2)与锑化铟是等电子体,它们在低温下都可转变为超导体;
④SiCl4、SiO、SO的原子数目和价电子总数都相等,它们互为等电子体,中心原子都是sp3杂化,都形成正四面体形空间结构。
注意:等电子体的结构相同,物理性质相近,但化学性质不同。
[例] (2023·湖南,2)下列化学用语表述错误的是( )
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:O
C.NH3分子的VSEPR模型:
D.基态N原子的价层电子排布图:
一、依据原理判区别
化学用语是化学学习基础,考查电子式的书写、核素符号的表示、分子的空间结构及价层电子排布图,电子式书写注意离子化合物与共价化合物的区别,核素符号中各数据表示的意义,VSEPR模型与杂化轨道判断分子的空间结构等。
二、找准区别断答案
共价化合物只以共用电子对的形式成键,因O最外层6个电子,处于H与Cl中间形成两对共用电子对;核素符号的左下角为质子数,左上角为质量数;氨分子中N原子存在1对孤电子对,再分别与3个H原子形成共价键,VSEPR模型为四面体型;基态N原子的价层电子排布为2s22p3,根据泡利原理与洪特规则知其电子排布图为。
解析:C [A.HClO中O元素呈负化合价,在结构中得到H和Cl共用的电子,因此HClO的电子式为,A正确;B.中子数为10,质子数为8的O原子其相对原子质量为10+8=18,其原子表示为O,B正确;C.根据VSEPR模型计算,NH3分子中有1对孤电子对,N还连接有3个H原子,因此NH3的VSEPR模型为四面体形,C错误;D.基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,其电子排布图为,D正确。]
1.(2023·江苏卷)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。H、H、H是氢元素的3种核素,基态H原子1s1的核外电子排布,使得H既可以形成H+又可以形成H-,还能形成H2O、H2O2、NH3、NH2H4、CaH2等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2,如水煤气法制氢反应中,H2O(g)与足量C(s)反应生成1 mol H2(g)和1 mol CO(g)吸收131.3 kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如HCO在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是( )
A.H、H、H都属于氢元素
B.NH和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2
C.H2O2分子中的化学键均为极性共价键
D.CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用
解析:A [A.H、H、H都属于氢元素,三者互为同位素,A正确;B.NH和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp3,B错误;C.H2O2分子中的化学键既存在O-H极性共价键,也存在O-O非极性共价键,C错误;D.CaH2晶体中存在Ca2+与H-之间的离子键,为强烈相互作用,D错误。]
2.(2022·山东卷)O、O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
O+He―→O+X;O+He―→O+Y。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.O、O可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定
解析:B [根据质量守恒可知,X微粒为He,Y微粒为He,据此分析解题。A.由分析可知,X微粒为He,根据质量数等于质子数加中子数可知,该微粒的中子数为4,A错误;B.由分析可知,X微粒为He,Y微粒为He,二者是具有相同的质子数而不同的中子数的原子,故互为同位素,B正确;C.由题干信息可知,O与O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误;D.自然界中不存在O2与O2并不是其化学键不稳定,而是由于O与O的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为其他气体原子,O===O的键能与形成该键的核素无关,D错误。]
3.(2021·北京卷)下列有关放射性核素氚(H)的表述不正确的是( )
A.H原子核外电子数为1
B.H原子核内中子数为3
C.H2与H2化学性质基本相同
D.H2O具有放射性
解析:B [A.放射性核素H,质量数是3,质子数是1,质子数等于其核外电子数,所以核外电子数等于1,故A正确;B.放射性核素H,质量数是3,质子数是1,所以中子数为3-1=2,故B错误;C.H2与H2的相对分子质量不同,二者的沸点不同,但二者同属于氢气,化学性质基本相同,故C正确;D.H是放射性核素,所以H2O也具有放射性,故D正确。]
4.(2024·湖北适应性考试)C的衰变反应为C→X+e,其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5 730年。下列说法正确的是( )
A.C与X互为同位素
B.C与X的中子数相同
C.C和C的价层轨道电子数相差2
D.某考古样品中C的量应为其11 460年前的
解析:D [由C→X+e,可知z=7,X为N,因此C→N+e。C与X质子数不相同,不互为同位素,A错误;C与X的中子数分别为14-6=8、14-7=7,中子数不同,B错误;C和C的核外电子数均为6,核外电子排布相同,价层轨道电子数相同,C错误;根据半衰期的定义,某考古样品中C的量应为其5 730年前的,为5 730×2=11 460年前的,D正确。]
5.A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子,已知:
①A++C-D+E↑;②B++C-===2D。
请回答下列问题:
(1)C-的电子式为_________________________________________________________。
(2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式:______________________、____________________。
(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式:_________________________。
解析:因A+、B+、C-、D、E均为10电子微粒,且A++C-D+E↑,则A+为NH,C-为OH-,E为NH3,D为H2O,进而推知B+为H3O+。
答案:(1
(2)NH+H2ONH3·H2O+H+ H3O++NH3===NH+H2O
(3)CH4、Ne(或HF)
6.(化学与科技前沿)[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品。实验室可利用CoCl2制取该配合物:2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。下列叙述正确的是( )
A.NH和NH3的中心原子价层电子对数不同
B.基态Co3+核外电子排布式为[Ar]3d7
C.1 mol [Co(NH3)6]3+中含6 mol配位键
D.基态Cl原子核外有15种运动状态不同的电子
解析:C [A.NH和NH3中心原子的价层电子对数均为4,A错误;B.基态Co3+核外电子排布式为[Ar]3d6,B错误;C.每个NH3配体与中心Co3+间形成一个配位键,故1 mol该配离子中含6 mol配位键,C正确;D.基态Cl原子核外有17种运动状态不同的电子,D错误。]
7.(化学与医疗卫生)(双选)P是一种放射性核素,可治疗多种皮肤病。下列有关该核素说法正确的是( )
A.磷原子基态时3p能级上有3个未成对电子
B.P和P互为同位素
C.1 mol P含质子数约为32×6.02×1023
D.磷原子的1s、2s、3s原子轨道图形都是球形,且球的半径大小相同
解析:AB [磷原子的最外层电子排布式为3s23p3,其3p能级上有3个未成对电子,故A正确;P和P的质子数相同,中子数不同,属于同种元素的不同核素,二者互为同位素,故B正确;P中“15”表示质子数,1 mol P含质子的物质的量为15 mol,数目为15×6.02×1023,故C错误;所有原子任一能层的s电子原子轨道图形都是球形,但球的半径大小不同,故D错误。]
[归纳提升]
体系构建
核心巧记
1.牢记的一个符号:.A表示质量数,Z表示质子数,X表示元素符号,a表示电荷数,b表示粒子中所含原子数。
2.熟记“三素”“两同”:元素、核素、同位素;同素异形体、同分异构体。
3.理解三条原子核外电子排布的规律
(1)能量最低原理;
(2)泡利原理;
(3)洪特规则。
4.熟练掌握三种符号
(1)核外电子(价电子)排布式;
(2)核外电子(价电子)排布图;
(3)原子(离子)结构示意图。
5.掌握原子中的两个关系
(1)质子数=核电核数=核外电子数=原子序数
(2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
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