6.核外电子排布的表示方法 ⑴原子结构简图: 圆圈内数字表示质子数.弧线表示能层.弧线内数字表示该能层中的电子数.如镁原子的原子结构简图为: ⑵电子排布式:在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子.有原子的电子排布式.原子最外层的电子排布式.离子的电子排布式等不同的用法. 例如.氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,氯离子Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6,氯原子最外层的电子排布式3s23p5. 为避免电子结构过长.通常把内层已达到稀有气体的电子层写成“原子芯 .并以稀有气体符号加方括号表示.例如: 氯 [Ne]3s23p5 钪 [Ar] 3d14s2 ⑶轨道表示式:表示电子所处轨道及自旋状态的式子. 如7N的轨道表示式为 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ 典型例题 [例1] 碳族元素包括:C.Si. Ge. Sn.Pb. (1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成.其结构类似于石墨晶体.每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键.多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起. (2)CH4中共用电子对偏向C.SiH4中共用电子对偏向H.则C.Si.H的电负性由大到小的顺序为 . (3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn-Br的键角 120°. (4)铅.钡.氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞顶点.Ba2+处于晶胞中心.O2-处于晶胞棱边中心.该化合物化学式为 .每个Ba2+与 个O2-配位. 解析:(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合.形成无限的六边形平面网状结构.每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道.并含有一个未成对电子.这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构.因碳纳米管结构与石墨类似.可得答案. (2)共用电子对偏向电负性大的原子.故电负性:C>H >Si. (3) SnBr2分子中.Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3.配位原子数为2.故Sn原子含有故对电子.SnBr2空间构型为V型.键角小于120°. (4)每个晶胞含有Pb4+:8×=1个.Ba2+:1个.O2-:12×=3个.故化学式为:PbBaO3.Ba2+处于晶胞中心.只有1个.O2-处于晶胞棱边中心.共12个.故每个Ba2+与12个O2-配位 答案:(1) sp2 范德华力 (2) C>H >Si (3) < [例2] X.Y.Z.W是元素周期表前四周期中的四种常见元素.其相关信息如下表: 元素 相关信息 X 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 Y 常温常压下.Y单质是淡黄色固体.常在火山口附近沉积 Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y W W的一种核素的质量数为63.中子数为34 (1)Y位于元素周期表第 周期表 族.Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是 . (2)XY2是一种常用的溶剂.XY2的分子中存在 个σ键.在H―Y.H―Z两种共价键中.键的极性较强的是 .键长较长的是 . (3)W的基态原子核外电子排布式是 .W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是 . (4)处理含XO.YO2烟道气污染的一种方法.是将其在催化剂作用下转化为单质Y. 已知: XO(g)+O2(g)=XO2(g) H=-283.0 kJ·mol-2 Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=-296.0 kJ·mol-1 此反应的热化学方程式是 . 答案:(1)3 VIA HClO4 (2)2 H-Z H-Y (3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 +SO2+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol 解析:由表中可知.X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu 基础过关 第3课时 相对原子质量 同位素及相对原子质量 同 位 素 定义 具有相同质子数和不同中子数的同一元素的原子互称同位素 特性 1. 同一元素的各种同位素化学性质几乎完全相同. 2. 天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素的原子含量一般是不变的. 判定 方法 它反映的是同种元素的不同原子间的关系.故单质.化合物间不可能是同位素.如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系.只有质子数相同而中子数不同的原子才是同位素,如168O和188O是同位素.而且146C和147N不是同位素. 注意 天然存在的元素中.许多都有同位素(但并非所有元素都有同位素).因而发现的原子种数多于元素的种数. 相对原子质量和近似相对原子质量 同位素的相对原子质量和近似相对原子质量 按初中所学的相对原子质量的求算方式是:一个原子的质量与一个12C原子质量的的比值.显然.所用原子质量是哪种同位素原子的质量.其结果只能是该同位素的相对原子质量.故该定义严格说应是同位素的相对原子质量.该比值的近似整值即为该同位素的近似相对原子质量.其数值等于该同位素的质量数. 元素的相对原子质量和近似相对原子质量 因天然元素往往不只一种原子.因而用上述方法定义元素的相对原子质量就不合适了.元素的相对原子质量是用天然元素的各种同位素的相对原子质量及其原子含量算出来的平均值.数字表达式为=M1×a1%+M2×a2%+--.若用同位素的质量数替代其相对原子量进行计算.其结果就是元素的近似相对原子质量.我们通常采用元素的近似相对原子质量进行计算. 典型例题 [例1]某元素一种同位素的原子的质子数为m.中子数为n.则下列说法正确的是( ) A.不能由此确定该元素的原子量 B.这种元素的原子量为(m+n) C.若碳原子质量为w g.此原子的质量为(m+n)w g D.核内中子的总质量小于质子的总质量 [解析]元素的相对原子质量是各同位素相对原子质量的平均值.所以A正确.B不正确.由相对原子质量的概念.若设该核素一个原子的质量为x.并且我们用该核素的质量数代替核素的相对原子质量时.方有.即x=.C不正确.在原子核内.一个中子的质量比一个质子的质量略大.但核内的质子数和中子数无法确定.因此D不正确. [答案]A [规律总结]分清相对原子质量.质量数的有关概念.切不可用核素的相对原子质量代替元素的相对原子质量. [例2]元素周期表中ⅠA族元素有R′和R″两种同位素. R′和R″的原子量分别为a和b.R元素中R′和R″原子的百分组成分别为 x 和 y .则R元素的碳酸盐的式量是 A.2+60 B. ax+by+60 C./2+60 D. ay+bx+60 [ 解析]本题考察元素相对原子质量的计算.根据题给信息.R元素有两种同位素.其相对原子质量为.根据ⅠA族元素R的碳酸盐的化学式为R2CO3.求得其相对分子质量.答案:A. 原子结构单元检测 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(《物质结构与性质》)
(1)金属镁有许多重要的用途,法国化学家维多克?格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖,格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX,它是金属镁和卤代烃反应的产物,简称格氏试剂,它在醚的稀溶液中以单体形式存在,并与二分子醚络合,在浓溶液中以二聚体存在,结构如图:
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①上述2种结构中均存在配位键,把你认为是配位键的用“→”标出
 

②由原子间的成键特点,可以预测中心原子Mg的杂化类型可能为
 
;Mg原子的核外电子排布式可表示为
 

③下列比较中正确的是
 

A.金属键的强弱:Mg>Al      B.基态原子第一电离能:Mg>Al
C.金属性:Mg>Al            D.晶格能:NaCl>MgCl2
(2)将TiCl4在氩气保护下与镁共热得到钛:TiCl4+2Mg
 1220~1420K 
.
 
 Ti+2MgCl2
①Ti元素在元素周期表中的位置是
 
,钛原子的外围电子排布式为
 

②TiCl4在常温下是无色液体,在水或潮湿空气中易水解而冒白烟.则TiCl4属于
 
(填“原子”、“分子”或“离子”)晶体.
③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水,达到无害化.有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是
 

A.苯与B3N3H6互为等电子体
B.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化
C.苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键精英家教网
(3)2001年报导的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录.如图中示意的该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,则棱柱的上下底面还各有一个镁原子,六个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为
 

A.MgB  B.MgB2   C.Mg2B  D.Mg3B2

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下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。

A.(12分)【物质结构与性质】

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能/(kJ·mol-1)

786

715

3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲ 

⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲  ;金属铜采用下列  ▲  (填字母代号)堆积方式。

 


                A              B             C              D

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)  ▲ 

③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲ 

④SO42的空间构型是  ▲ 

B.(12分)【实验化学】

硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。

步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1

步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2

步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。

步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。

回答下列问题:

⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为  ▲ 

⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是  ▲  。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是  ▲ 

②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是  ▲ 

③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是  ▲ 

④该实验最终通过  ▲  确定硫酸亚铁铵产品等级。

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图示法和图像法都是常用的科学研究方法。
(1)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式____________________。
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)________。
(2)下图是研究部分元素氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第________族元素氢化物的沸点变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b,你认为正确的是________(填“a”或“b”),理由是______________________________________________________________。

(3)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫做第一电离能(设为E)。如图所示:

①同周期内,随着原子序数的增大,E值变化的总趋势是________;
②根据图中提供的信息,试推断E________E(填“>”、“<”或“=”,下同);
③根据第一电离能的含义和元素周期律,试推断E________E

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图示法和图像法都是常用的科学研究方法。

(1)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键又含有氢键其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

写出基态Cu原子的核外电子排布式________________________________

写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)________

(2)下图是研究部分元素氢化物的沸点变化规律的图像折线c可以表达出第________族元素氢化物的沸点变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b你认为正确的是________(ab)理由是______________________________________________________________

(3)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫做第一电离能(设为E)。如图所示:

同周期内随着原子序数的增大E值变化的总趋势是________

根据图中提供的信息试推断E________E(“>”“<”下同)

根据第一电离能的含义和元素周期律试推断E________E

 

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选做题(考生只能选做一题)

1.《有机化学基础》芬必得是一种高效的消炎药,其主要成分为布洛芬,它有多种合成路线,如图就是一种合成方法。

已知卤代烃有如下反应:R—Cl+NaCNR—C≡N+NaCl。

回答下列问题:

(1)写出D的结构简式:____________________。

(2)写出反应类型:A→B____________,B→C____________。

(3)C和苯酚的关系是____________。

a.互为同分异构体        b.互为同系物

c.均为芳香族化合物      d.均属于芳香烃

(4)写出C发生消去反应的化学方程式(注明反应条件):__________________________。

(5)与A具有相同分子式,且苯环上只有一个取代基的有机物共有四种,除A的结构外,写出其余三种结构简式中的任意两种:

_____________________________、____________________________。

2.《物质结构与性质》纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。

A和B的单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:

电离能/kJ·mol-1

I1

I2

I3

I4

A

932

1 821

15 390

21 771

B

738

1 451

7 733

10 540

(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如上图所示,该同学所画的电子排布图违背了____________。

(2)根据价层电子对互斥理论,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为____________。

(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。

(4)已知金刚石中的C—C的键长为154.45 pm,C60中C—C键长为145—140 pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由_________________________。

(5)科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为____________。

(6)继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是__________。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为____________。

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