6.核外電子排布的表示方法 ⑴原子結構簡圖: 圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù).弧線表示能層.弧線內(nèi)數(shù)字表示該能層中的電子數(shù).如鎂原子的原子結構簡圖為: ⑵電子排布式:在能級符號的右上方用數(shù)字表示該能級上排布的電子數(shù)目的式子.有原子的電子排布式.原子最外層的電子排布式.離子的電子排布式等不同的用法. 例如.氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5,氯離子Cl-的電子排布式為1s22s22p63s23p6,氯原子最外層的電子排布式3s23p5. 為避免電子結構過長.通常把內(nèi)層已達到稀有氣體的電子層寫成“原子芯 .并以稀有氣體符號加方括號表示.例如: 氯 [Ne]3s23p5 鈧 [Ar] 3d14s2 ⑶軌道表示式:表示電子所處軌道及自旋狀態(tài)的式子. 如7N的軌道表示式為 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ 典型例題 [例1] 碳族元素包括:C.Si. Ge. Sn.Pb. (1)碳納米管有單層或多層石墨層卷曲而成.其結構類似于石墨晶體.每個碳原子通過 雜化與周圍碳原子成鍵.多層碳納米管的層與層之間靠 結合在一起. (2)CH4中共用電子對偏向C.SiH4中共用電子對偏向H.則C.Si.H的電負性由大到小的順序為 . (3)用價層電子對互斥理論推斷SnBr2分子中Sn-Br的鍵角 120°. (4)鉛.鋇.氧形成的某化合物的晶胞結構是:Pb4+處于立方晶胞頂點.Ba2+處于晶胞中心.O2-處于晶胞棱邊中心.該化合物化學式為 .每個Ba2+與 個O2-配位. 解析:(1)石墨的每個碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的三個碳原子以共價鍵結合.形成無限的六邊形平面網(wǎng)狀結構.每個碳原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2P軌道.并含有一個未成對電子.這些平面網(wǎng)狀結構再以范德華力結合形成層狀結構.因碳納米管結構與石墨類似.可得答案. (2)共用電子對偏向電負性大的原子.故電負性:C>H >Si. (3) SnBr2分子中.Sn原子的價層電子對數(shù)目是(4+2)/2=3.配位原子數(shù)為2.故Sn原子含有故對電子.SnBr2空間構型為V型.鍵角小于120°. (4)每個晶胞含有Pb4+:8×=1個.Ba2+:1個.O2-:12×=3個.故化學式為:PbBaO3.Ba2+處于晶胞中心.只有1個.O2-處于晶胞棱邊中心.共12個.故每個Ba2+與12個O2-配位 答案:(1) sp2 范德華力 (2) C>H >Si (3) < [例2] X.Y.Z.W是元素周期表前四周期中的四種常見元素.其相關信息如下表: 元素 相關信息 X X的基態(tài)原子核外3個能級上有電子.且每個能級上的電子數(shù)相等 Y 常溫常壓下.Y單質(zhì)是淡黃色固體.常在火山口附近沉積 Z Z和Y同周期,Z的電負性大于Y W W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63.中子數(shù)為34 (1)Y位于元素周期表第 周期表 族.Y和Z的最高價氧化物對應的水化物的酸性較強的是 . (2)XY2是一種常用的溶劑.XY2的分子中存在 個σ鍵.在H―Y.H―Z兩種共價鍵中.鍵的極性較強的是 .鍵長較長的是 . (3)W的基態(tài)原子核外電子排布式是 .W2Y在空氣中煅燒生成W2O的化學方程式是 . (4)處理含XO.YO2煙道氣污染的一種方法.是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)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 此反應的熱化學方程式是 . 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為C Y為 S Z為 Cl W為Cu 基礎過關 第3課時 相對原子質(zhì)量 同位素及相對原子質(zhì)量 同 位 素 定義 具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的同一元素的原子互稱同位素 特性 1. 同一元素的各種同位素化學性質(zhì)幾乎完全相同. 2. 天然存在的某種元素里,不論是游離態(tài)還是化合態(tài),各種同位素的原子含量一般是不變的. 判定 方法 它反映的是同種元素的不同原子間的關系.故單質(zhì).化合物間不可能是同位素.如H2和D2及H2O和D2O之間不存在同位素關系.只有質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)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.許多都有同位素(但并非所有元素都有同位素).因而發(fā)現(xiàn)的原子種數(shù)多于元素的種數(shù). 相對原子質(zhì)量和近似相對原子質(zhì)量 同位素的相對原子質(zhì)量和近似相對原子質(zhì)量 按初中所學的相對原子質(zhì)量的求算方式是:一個原子的質(zhì)量與一個12C原子質(zhì)量的的比值.顯然.所用原子質(zhì)量是哪種同位素原子的質(zhì)量.其結果只能是該同位素的相對原子質(zhì)量.故該定義嚴格說應是同位素的相對原子質(zhì)量.該比值的近似整值即為該同位素的近似相對原子質(zhì)量.其數(shù)值等于該同位素的質(zhì)量數(shù). 元素的相對原子質(zhì)量和近似相對原子質(zhì)量 因天然元素往往不只一種原子.因而用上述方法定義元素的相對原子質(zhì)量就不合適了.元素的相對原子質(zhì)量是用天然元素的各種同位素的相對原子質(zhì)量及其原子含量算出來的平均值.數(shù)字表達式為=M1×a1%+M2×a2%+--.若用同位素的質(zhì)量數(shù)替代其相對原子量進行計算.其結果就是元素的近似相對原子質(zhì)量.我們通常采用元素的近似相對原子質(zhì)量進行計算. 典型例題 [例1]某元素一種同位素的原子的質(zhì)子數(shù)為m.中子數(shù)為n.則下列說法正確的是( ) A.不能由此確定該元素的原子量 B.這種元素的原子量為(m+n) C.若碳原子質(zhì)量為w g.此原子的質(zhì)量為(m+n)w g D.核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的總質(zhì)量 [解析]元素的相對原子質(zhì)量是各同位素相對原子質(zhì)量的平均值.所以A正確.B不正確.由相對原子質(zhì)量的概念.若設該核素一個原子的質(zhì)量為x.并且我們用該核素的質(zhì)量數(shù)代替核素的相對原子質(zhì)量時.方有.即x=.C不正確.在原子核內(nèi).一個中子的質(zhì)量比一個質(zhì)子的質(zhì)量略大.但核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)無法確定.因此D不正確. [答案]A [規(guī)律總結]分清相對原子質(zhì)量.質(zhì)量數(shù)的有關概念.切不可用核素的相對原子質(zhì)量代替元素的相對原子質(zhì)量. [例2]元素周期表中ⅠA族元素有R′和R″兩種同位素. R′和R″的原子量分別為a和b.R元素中R′和R″原子的百分組成分別為 x 和 y .則R元素的碳酸鹽的式量是 A.2+60 B. ax+by+60 C./2+60 D. ay+bx+60 [ 解析]本題考察元素相對原子質(zhì)量的計算.根據(jù)題給信息.R元素有兩種同位素.其相對原子質(zhì)量為.根據(jù)ⅠA族元素R的碳酸鹽的化學式為R2CO3.求得其相對分子質(zhì)量.答案:A. 原子結構單元檢測 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(《物質(zhì)結構與性質(zhì)》)
(1)金屬鎂有許多重要的用途,法國化學家維多克?格利雅因發(fā)明了在有機合成方面用途廣泛的格利雅試劑而榮獲諾貝爾化學獎,格利雅試劑的結構簡式可表示為RMgX,它是金屬鎂和鹵代烴反應的產(chǎn)物,簡稱格氏試劑,它在醚的稀溶液中以單體形式存在,并與二分子醚絡合,在濃溶液中以二聚體存在,結構如圖:
精英家教網(wǎng)
①上述2種結構中均存在配位鍵,把你認為是配位鍵的用“→”標出
 

②由原子間的成鍵特點,可以預測中心原子Mg的雜化類型可能為
 
;Mg原子的核外電子排布式可表示為
 

③下列比較中正確的是
 

A.金屬鍵的強弱:Mg>Al      B.基態(tài)原子第一電離能:Mg>Al
C.金屬性:Mg>Al            D.晶格能:NaCl>MgCl2
(2)將TiCl4在氬氣保護下與鎂共熱得到鈦:TiCl4+2Mg
 1220~1420K 
.
 
 Ti+2MgCl2
①Ti元素在元素周期表中的位置是
 
,鈦原子的外圍電子排布式為
 

②TiCl4在常溫下是無色液體,在水或潮濕空氣中易水解而冒白煙.則TiCl4屬于
 
(填“原子”、“分子”或“離子”)晶體.
③二氧化鈦作光催化劑能將居室污染物甲醛、苯等有害氣體可轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,達到無害化.有關甲醛、苯、二氧化碳及水說法正確的是
 

A.苯與B3N3H6互為等電子體
B.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2雜化
C.苯、二氧化碳是非極性分子,水和甲醛是極性分子
D.水的沸點比甲醛高得多,是因為水分子間能形成氫鍵精英家教網(wǎng)
(3)2001年報導的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高紀錄.如圖中示意的該化合物的晶體結構單元:鎂原子間形成正六棱柱,則棱柱的上下底面還各有一個鎂原子,六個硼原子位于棱柱內(nèi),則該化合物的化學式可表示為
 

A.MgB  B.MgB2   C.Mg2B  D.Mg3B2

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下列兩題分別對應于“物質(zhì)結構與性質(zhì)”和“實驗化學”兩個選修課程模塊的內(nèi)容,請你選擇其中一題作答,如果兩題全做,則按A題評分。

A.(12分)【物質(zhì)結構與性質(zhì)】

1915年諾貝爾物理學獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他們用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻。

⑴科學家通過X射線探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結構相似,其中三種晶體晶格能數(shù)據(jù)如下表:

晶體

NaCl

KCl

CaO

晶格能/(kJ·mol-1)

786

715

3 401

4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是  ▲  。

⑵科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵,又含有氫鍵,其結構示意圖可簡單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式  ▲  ;金屬銅采用下列  ▲  (填字母代號)堆積方式。

 


                A              B             C              D

②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來)  ▲  。

③水分子間存在氫鍵,請你列舉兩點事實說明氫鍵對水的性質(zhì)的影響  ▲  。

④SO42的空間構型是  ▲  。

B.(12分)【實驗化學】

硫酸亞鐵銨的化學式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫爾鹽,是分析化學中常見的還原劑。某化學研究小組設計如下實驗來制備莫爾鹽并測定硫酸亞鐵銨的純度。

步驟一:鐵屑的處理與稱量。在盛有適量鐵屑的錐形瓶中加入Na2CO3溶液,加熱,過濾、洗滌、干燥、稱量,質(zhì)量記為m1。

步驟二:FeSO4的制備。將上述鐵屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反應后過濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。濾渣干燥后稱重,質(zhì)量記為m2。

步驟三:硫酸亞鐵銨的制備。準確稱取所需質(zhì)量的(NH4)2SO4加入“步驟二”中的蒸發(fā)皿中,緩緩加熱一段時間后停止,冷卻,待硫酸亞鐵銨結晶后過濾。晶體用無水乙醇洗滌并自然干燥,稱量所得晶體質(zhì)量。

步驟四:用比色法測定硫酸亞鐵銨的純度。

回答下列問題:

⑴步驟三中稱取的(NH4)2SO4質(zhì)量為  ▲  。

⑵①鐵屑用Na2CO3溶液處理的目的是  ▲  。制備FeSO4溶液時,用右圖裝置趁熱過濾,原因是  ▲  。

②將(NH4)2SO4與FeSO4混合后加熱、濃縮,停止加熱的時機是  ▲ 

③比色法測定硫酸亞鐵銨純度的實驗步驟為:Fe3標準色階的配制、待測硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測定。標準色階和待測液配制時除均需加入少量稀HCl溶液外,還應注意的問題是  ▲  。

④該實驗最終通過  ▲  確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級。

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圖示法和圖像法都是常用的科學研究方法。
(1)科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵又含有氫鍵,其結構示意圖可簡單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式____________________。
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來)________。
(2)下圖是研究部分元素氫化物的沸點變化規(guī)律的圖像,折線c可以表達出第________族元素氫化物的沸點變化規(guī)律。兩位同學對某主族元素氫化物的沸點的變化趨勢畫出了兩條折線——折線a和折線b,你認為正確的是________(填“a”或“b”),理由是______________________________________________________________。

(3)第三周期元素的氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去最外層一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量叫做第一電離能(設為E)。如圖所示:

①同周期內(nèi),隨著原子序數(shù)的增大,E值變化的總趨勢是________;
②根據(jù)圖中提供的信息,試推斷E________E(填“>”、“<”或“=”,下同);
③根據(jù)第一電離能的含義和元素周期律,試推斷E________E

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圖示法和圖像法都是常用的科學研究方法。

(1)科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵又含有氫鍵,其結構示意圖可簡單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式________________________________。

寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來)________

(2)下圖是研究部分元素氫化物的沸點變化規(guī)律的圖像,折線c可以表達出第________族元素氫化物的沸點變化規(guī)律。兩位同學對某主族元素氫化物的沸點的變化趨勢畫出了兩條折線——折線a和折線b,你認為正確的是________(ab),理由是______________________________________________________________

(3)第三周期元素的氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去最外層一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量叫做第一電離能(設為E)。如圖所示:

同周期內(nèi),隨著原子序數(shù)的增大,E值變化的總趨勢是________;

根據(jù)圖中提供的信息,試推斷E________E(“>”、“<”,下同);

根據(jù)第一電離能的含義和元素周期律,試推斷E________E。

 

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選做題(考生只能選做一題)

1.《有機化學基礎》芬必得是一種高效的消炎藥,其主要成分為布洛芬,它有多種合成路線,如圖就是一種合成方法。

已知鹵代烴有如下反應:R—Cl+NaCNR—C≡N+NaCl。

回答下列問題:

(1)寫出D的結構簡式:____________________。

(2)寫出反應類型:A→B____________,B→C____________。

(3)C和苯酚的關系是____________。

a.互為同分異構體        b.互為同系物

c.均為芳香族化合物      d.均屬于芳香烴

(4)寫出C發(fā)生消去反應的化學方程式(注明反應條件):__________________________。

(5)與A具有相同分子式,且苯環(huán)上只有一個取代基的有機物共有四種,除A的結構外,寫出其余三種結構簡式中的任意兩種:

_____________________________、____________________________。

2.《物質(zhì)結構與性質(zhì)》納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。

A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量的燃燒熱大,可用作燃料。已知A和B為短周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:

電離能/kJ·mol-1

I1

I2

I3

I4

A

932

1 821

15 390

21 771

B

738

1 451

7 733

10 540

(1)某同學根據(jù)上述信息,推斷B的核外電子排布如上圖所示,該同學所畫的電子排布圖違背了____________。

(2)根據(jù)價層電子對互斥理論,預測A和氯元素形成的簡單分子空間構型為____________。

(3)氫氣作為一種清潔能源,必須解決它的儲存問題,C60可用作儲氫材料。

(4)已知金剛石中的C—C的鍵長為154.45 pm,C60中C—C鍵長為145—140 pm,有同學據(jù)此認為C60的熔點高于金剛石,你認為是否正確并闡述理由_________________________。

(5)科學家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其晶胞如圖所示,該物質(zhì)在低溫時是一種超導體。該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為____________。

(6)繼C60后,科學家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子電負性由大到小的順序是__________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵,且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構,則Si60分子中π鍵的數(shù)目為____________。

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