第4章 第25讲 原子结构 核外电子排布(教师word)-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义(鲁科2019 双选版)
2024-09-20
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教辅
内容正文:
第25讲 原子结构 核外电子排布
【课程标准】 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数,以及它们之间的关系。3.了解核外电子排布规律,掌握原子结构示意图。
考点一 原子结构与核素、同位素
1.原子结构
(1)构成原子的微粒
原子(X)
(2)微粒之间的数量关系
①原子中:质子数(Z)=核电荷数=核外电子数;
②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);
③阳离子的核外电子数=质子数-电荷数;
④阴离子的核外电子数=质子数+电荷数。
(3)符号 中各数字的含义
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。
(3)氢元素的三种核素
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
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
3.两种相对原子质量
(1)原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子质量。
(2)元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如:Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
[正误辨析]
1.一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( )
2.不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同( )
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3.核聚变如H+H―→He+n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化( )
4.中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素( )
5.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化( )
6.Cl与Cl得电子能力几乎相同( )
答案:1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√
(2020·全国Ⅰ卷)核反应:X+He―→ 30Z+2Y+n。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。则X的核组成符号为________。
答案:Al
解析:由质量数守恒得W+4=30+1,则W=27,Y比金属原子X的质子数多2,设X最外层电子数为a,由“元素X、Y的最外层电子数之和为8”知,a+a+2=8,解得a=3,因此X为Al,Y为P,因此X的核组成符号为Al。
(2022·山东卷)8O、8O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:
8O+He―→8O+X;8O+He―→8O+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.8O、8O可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在8O2、8O2分子是因其化学键不稳定
答案:B
解析:由质量数和质子数守恒,得出核素X为He,中子数=6-2=4,A错误;核素X为He、核素Y为He,两者互为同位素,B正确;题干信息,8O与8O的半衰期很短,不适宜用作示踪原子,C错误;原因是,组成原子的半衰期很短,自然界中不能稳定存在,并不是因为分子中的化学键不稳定,D错误。
考向一 元素、核素、同位素概念辨析
1.现有下列9种微粒:H、H、6C、6C、7N、Fe2+、Fe3+、8O2、8O3。按要求完成以下各题:
(1)H、H分别是氢元素的一种________,它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2+的中子数为______,核外电子数为______。
(4)上述9种微粒中有________种核素,含有______种元素。
答案:(1)核素 同位素 (2)8O2、8O3 (3)30 24 (4)5 5
易错警示
原子结构与同位素的认识误区
1.原子核内不一定都有中子,如H。
2.质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如F与OH-。
3.核外电子数相同的微粒,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6C与8O;也可能具有相同的质量数,如6C与7N;也可能质子数、中子数、质量数均不相同,如H与6C。
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。
考向二 微粒中粒子数的计算
2.X、Y、Z和R分别代表4种元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-4种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数),则下列关系正确的是( )
A.a-c=m-n B.a-b=n-m
C.c-d=m+n D.b-d=n+m
答案:D
解析:既然4种离子的电子层结构相同,就说明a-m=b-n=c+n=d+m。比较a与b得:a-b=m-n,B项错误;比较a与c得:a-c=n+m,A项错误;比较c与d得:c-d=m-n,C项错误;比较b与d得:b-d=n+m,D项正确。
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
思维模型
求一定质量的某物质中粒子数的答题模板
物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数
学生用书↓第141页
考点二 核外电子运动状态与排布原理
1.核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成电子层,同一电子层的电子,还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(1)熟悉原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。
电子层(n)
一
二
三
四
电子层符号
K
L
M
N
能级符号
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
各能级原子轨道数
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
各电子层原子轨道数
1
4
9
16
最多容纳电子数
2
8
18
32
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈球形、p电子云轮廓图呈哑铃形。p电子云有3种伸展方向。
(3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少?最多能容纳的电子数是多少?
答案:25 50
(4)比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d ②2s、2px、2py、2pz
答案:①1s<2s<2p<3s<3p<3d
②2s<2px=2py=2pz
2.基态与激发态、原子光谱
(1)基态原子:处于最低能量状态的原子。
激发态原子:基态原子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子。
(2)原子光谱
不同元素原子的电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。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
3.基态原子的核外电子排布
(1)排布原则
①能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低。
②泡利不相容原理:一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,且这两个电子的自旋相反。如2s轨道上的电子排布为,不能表示为。
③洪特规则:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。如2p3的电子排布为,不能表示为或。
学生用书↓第142页
注意:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
价电子排布式
3s23p4
价电子轨道表示式
[正误辨析]
1.p能级能量不一定比s能级的能量高( )
2.Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( )
3.22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
4.表示的原子能量处于最低状态( )
5.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布( )
答案:1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√
正误判断
(1)(2023·浙江1月选考)碳的基态原子轨道表示式:( )
(2)(2023·北京卷)基态24Cr原子的价层电子轨道表示式为 ( )
(3)(2023·湖南卷)基态N原子的价层电子排布图:( )
(4)(2023·辽宁卷)基态Ni原子价电子排布式:3d10( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
按要求回答下列问题。
(1)(2023·全国乙卷)基态Fe原子的价电子排布式为________。
(2)(2023·浙江6月选考)基态N原子的价层电子排布式是________。
(3)(2023·北京卷)基态S原子价层电子排布式是________。
(4)(2022·山东卷)基态Ni原子的价电子排布式为________,在元素周期表中位置为______________。
(5)(2022·广东卷)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为________。
(6)(2021·湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为______________。
(7)(2021·山东卷)基态F原子核外电子的运动状态有________种。
(8)(2021·河北卷)①在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是____________(填离子符号)。
学生用书↓第143页
②原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数,对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为__________。
(9)(2022·浙江6月选考)H与O形成的10电子微粒有________种。
答案:(1)3d64s2 (2)2s22p3 (3)3s23p4
(4)3d84s2 第四周期第Ⅷ族 (5)4s24p4
(6) (7)9 (8)①K+和P3- ②+或- (9)3
解析:(7)基态F原子共有9个核外电子,则每个电子都有对应的轨道和自旋状态,所以核外电子的运动状态有9种。
(8)①在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、O2-、K+和P3-,其中核外电子排布相同的是K+和P3-。
②对于基态的磷原子,其价电子排布式为3s23p3,其中3s轨道的2个电子自旋状态相反,自旋磁量子数的代数和为0;根据洪特规则可知,其3p轨道的3个电子的自旋状态相同,因此,基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为+或-。
(9)10电子微粒有H2O、H3O+、OH-3种。
考向一 核外电子排布规律
1.某元素X,其原子的电子层数为(n-1),最外层电子数为(2n-1)。下列有关元素X的说法中正确的是( )
A.X可能是金属元素
B.由X形成的含氧酸均为强酸
C.X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D.元素X的气态氢化物一定极易溶于水
答案:D
解析:由X原子的最外层电子数为(2n-1)可以推知n≤4,则X的电子层数≤3,X为短周期元素。当n=4时,X为Cl元素,当n=3时,X为N元素,当n=2时,不符合题意,A错误;HNO2和HClO均为弱酸,B错误;Cl元素能形成KClO4,C错误;NH3和HCl均极易溶于水,D正确。
2.两种元素原子X和Y,X原子的M层比Y原子的M层少3个电子,Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍,则X、Y分别是( )
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氮原子
C.氮原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
答案:D
解析:由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子,说明Y原子的M层电子数至少有3个,那么Y原子的L层必定有8个电子;Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍,则X原子的L层只有4个电子,M层无电子。由此推出Y原子的核外电子总数为13,X原子的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数分别是6和13,即为碳原子和铝原子。
考向二 寻找“等电子微粒”的思维模型
3.用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子),请回答:
(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式为________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式为________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式为________。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。
答案:(1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S (5)H2O2(或PH3) (6)C2H6
解析:(1)因A+、B-、C2-都含有18个电子,故A为钾(K)元素、B为氯(Cl)元素、C为硫(S)元素。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,则其分子式为HCl。
(3)因为E是所有含18个电子微粒中氧化能力最强的分子,根据元素周期律知识知E应是氟气(F2)。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式为H2S。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式为PH3或H2O2。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式为C2H6。
思维建模
寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法
1.“10电子”微粒
2.“18电子”微粒
考向三 核外电子排布与元素推断
4.下列电子排布图所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是________(填序号)。
答案:③⑤
解析:①不符合能量最低原理;②不符合洪特规则;④不符合能量最低原理。
5.写出下列基态原子或离子的①电子排布式、②价层电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。
(1)N:①____________________,②____________________________________________,
③__________________,④___________________________________________________。
(2)Cl:①____________________,②____________________________________________,
③__________________,④____________________________________________________。
(3)Fe2+:①____________________,②_________________________________________,
③__________________,④___________________________________________________。
学生用书↓第144页
(4)Cu:①____________________,②______________________________________________,
③__________________,④______________________________________________________。
(5)Se:①____________________,②______________________________________________,
③__________________,④______________________________________________________。
(6)Br-:①____________________,②______________________________________________,
③__________________,④_______________________________________________________。
答案:(1)①1s22s22p3 ②③5 ④3
(2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
②③9 ④1
(3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)
②
③14 ④4
(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
②
③15 ④1
(5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4
(或[Ar]3d104s24p4)
②
③18 ④2
(6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6
(或[Ar]3d104s24p6)
②③18 ④0
6.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)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。
答案:(1)C(或O) (2)Cl K (3)2 2p
课时测评25 原子结构 核外电子排布
(时间:45分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-10题,每题5分,第11题15分,第12题17分,第13题18分,共100分)
1.核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是( )
A. Cs和Cs形成的单质物理性质相同
B. Cs比I多3个中子
C. Cs和Cs形成的单质化学性质相同
D. Cs与CS都是铯的同素异形体
答案:C
解析:同位素原子形成的单质,化学性质几乎完全相同,但物理性质不同,A错误,C正确;Cs的中子数为134-55=79,I的中子数为131-53=78,二者中子数相差1,B错误;Cs和Cs互为同位素,而不是同素异形体,D错误。
2.(2023·河北保定校考模拟预测)已知有一个核聚变反应为H+H―→He+n。
下列说法错误的是( )
A.常温同压下,等质量的H2、H2体积之比为1∶3
B.H2O与H2O化学性质基本相同
C.1 mol H的中子数比1 mol H的多1 mol
D.H2O能稳定存在于自然界中
答案:D
解析:常温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,当气体质量相同时,气体体积之比与其相对分子质量成反比,即1∶3,A项正确;H、H互为同位素,同位素及其化合物化学性质几乎相同,B项正确;H、H的中子数分别为2、1,则1 mol H的中子数比1 mol H的多1 mol,C项正确;H是放射性核素,H及其化合物H2O不能稳定存在于自然界中,D项错误。
3.(2023·云南保山统考一模)下列说法正确的是( )
A. U、U、U是同一种核素
B.同一原子中,在离核较远的区域运动的电子能量较高
C.Na+的半径大于N3-的半径
D.原子核外电子排布,先排满K层再排L层,先排满M层再排N层
答案:B
解析:U、U、U质子数相同,中子数不同,是不同种核素,故A错误;核外电子排布中,电子离核越远,能量越高,故B正确;电子层结构相同,原子序数越大,离子半径越小,所以Na+的半径小于N3-的半径,故C错误;M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量,所以先填充满N能层4s能级后才填充M能层3d能级,故D错误。
4.高能粒子Se是第一个成功观测到双β衰变现象的原子核,其双β衰变的方程式Se→Kr+2e-。下列说法正确的是( )
A.Se和Kr互为同位素
B.Se和Kr的中子数相等
C.Kr次外层电子数为8
D.双β衰变放出能量
答案:D
解析:同位素是指具有相同的质子数不同中子数的原子,Se和Kr质子数不同不是同位素,A错误;质量数减去质子数是中子数,两者质量数相同质子数不同,所以中子数也不相同,B错误;氪是36号元素,次外层电子数为18,C错误;衰变过程释放能量,双β衰变放出能量,D正确。
5.1919年,卢瑟福通过实验,实现了人类历史上第一次人工核反应,其反应原理为He+7N―→O+H。下列说法正确的是( )
A. O和O互为同素异形体
B.He的原子结构示意图为
C.N的核外电子共有7种运动状态
D.一个H原子中含有一个质子、一个中子和一个电子
答案:C
解析:具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素,同素异形体是同种元素组成的不同单质,O和O互为同位素,O和O不互为同素异形体,A错误;在原子结构示意图中,小圆圈表示原子核,圆圈内的数字表示质子数,质子数决定元素的种类,弧线表示电子层,弧线上数字表示该层电子数,He的原子结构示意图为,B错误;把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数,而在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向相反的电子,自旋方向不同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数,N的核外电子共有7种运动状态,C正确;核素的表示方法为元素符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数=质子数+中子数,则一个H原子中含有一个质子、0个中子和一个电子,D项错误。
6.(2023·湖北校联考模拟预测)硫的下列4种微粒,若失去一个电子所需要能量最多的是( )
A.[Ne]3s23p4 B.[Ne]3s23p2
C.[Ne]3s23p14s1 D.[Ne]3s23p34s1
答案:B
解析:A、B、C、D四项中的微粒分别对应基态S、S2+、激发态S2+、激发态S,激发态上电子能量高,不稳定,易失去,故需要能量最多的是基态的S2+。
7.下列有关化学用语正确的是( )
A.O原子的轨道表示式为
B.氯化钠的分子式:NaCl
C.S2-的结构示意图:
D.Ca原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2
答案:C
解析:O原子的2s能级的2个电子应自旋相反,A错误;氯化钠是离子化合物,NaCl只有化学式,没有分子式,B错误;Ca的核电荷数为20,电子排布式应是1s22s22p63s23p64s2,D错误。
8.(2023·北京西城校考三模)下列图示或化学用语表示正确的是( )
A.NaCl的电子式
B.基态47Ag的价层电子轨道表示式
C.Fe2+的结构示意图
D.px的轨道的电子云轮廓图
答案:B
解析:NaCl由钠离子和氯离子构成,是离子化合物,其电子式为Na+,A错误;基态47Ag的价电子排布式为4d105s1,根据洪特规则和泡利不相容原理可知,其价电子的轨道表示式为,B正确;Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,结构示意图为,C错误;p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,D错误。
9.下列有关电子排布图的表述正确的是( )
A.基态氧原子的轨道表示式:
B. 违背了洪特规则
C.表示基态N原子的价电子排布
D.表示处于激发态的B的电子排布图
答案:B
解析:基态氧原子的轨道表示式为,A项错误;此图违背了洪特规则,B项正确;N原子的价电子排布图为,C项错误;该电子排布图中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上,D项错误。
10.在短周期元素中,元素的基态原子核外未成对电子数等于能层序数的元素有a种,元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种,则的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:B
解析:第一周期中原子核外未成对电子数为1的元素有H,第二周期中原子核外未成对电子数为2的元素有C和O,第三周期中原子核外未成对电子数为3的元素有P,符合条件的元素共有4种,即a=4。符合基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素,其基态原子的最外层电子数是2、4、6或8,若最外层电子数为2,则是He、Be或Mg,但这三种元素无未成对电子,不符合题意;若最外层电子数为4,则是C、Si,符合题意;若最外层电子数为6,则是O、S,最外层有2个未成对电子,最外层电子数是未成对电子数的3倍,不符合题意;若最外层电子数为8,则是Ne、Ar,但这两种元素均无未成对电子,不符合题意,则符合题意的元素共有2种,即b=2。
11.(15分)A、B、C、D、E代表前四周期的五种元素,请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有两个电子,A元素原子的轨道表示式是___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满,D的元素符号为________,其基态原子的价层电子排布式为________。
(3)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,其基态原子的简化电子排布式为________;在元素周期表中的位置是________________。
答案:(1)
(2)Fe 3d64s2
(3)[Ar]3d104s1 第四周期第ⅠB族
解析:(1)基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子的元素符号为N,其电子排布式为1s22s22p3,所以轨道表示式为。(2)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满,电子数为5,则基态原子的价层电子排布式为3d64s2,应为Fe。(3)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,基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1,应为Cu,在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族。
12.(17分)按要求填空:
(1)基态Ti3+中未成对电子数有________个;与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为________。与钛同周期元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有________种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时,其最高能级中的单电子数为________。
(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。
(4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式为______________________________________________________________________________。
(5)2020年12月17日,“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回,标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多种元素。上述元素中基态原子未成对电子数与Al相同的有________。
(6)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题,可用反应B(OCH3)3+NH4Cl+LiAlH4===NH3BH3+Al(OCH3)3+LiCl+H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。
答案:(1)1 4d25s2 3 (2)4 (3)3∶1
(4)
(5)Cu (6)5
解析:(1)Ti位于第四周期,Ti基态原子未成对电子数是2,与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。(3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1,核外有6个未成对电子,基态镍原子价层电子排布式为3d84s2,核外有2个未成对电子,则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。(5)Al的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,有1个未成对电子,Cr、Cu、C、N、O、Si中只有Cu(价层电子排布:3d104s1)基态原子未成对电子数与Al相同。
13.(18分)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原子最外层电子数是内层电子数的3倍;E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。
(1)写出A、B的价层电子排布式:
A________、B________。
(2)写出C、D的价层电子轨道表示式(电子排布图):C__________________、D________________,D原子核外未成对电子数为________。
(3)E元素基态原子的核外电子排布式为_____________________________________________。
答案:(1)1s1 2s22p2
(2) 2
(3)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
解析:A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A为氢元素;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,则B为碳元素;D原子最外层电子数是内层电子数的3倍,则D为氧元素;C的原子序数介于碳、氧元素之间,则C为氮元素;E+核外有3层电子且各层均处于全满状态,则E原子核外电子数为2+8+18+1=29,故E为Cu元素。(1)A的价层电子排布式为1s1,B的价层电子排布式为2s22p2;(2)C为氮元素,其价层电子轨道表示式(电子排布图)为;D元素为氧元素,其价层电子轨道表示式(电子排布图)为
,D原子核外未成对电子数为2;(3)E为Cu元素,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
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