专题27 物质结构与性质 1.A、B、C、D、E代表5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2个电子，其元素名称为________。 (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________，其基态原子的电子排布式为________________________。 【答案】(1)氮 (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1

2.C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。 ①Si位于元素周期表第________周期第________族。 ②N的基态原子核外电子排布式为________；Cu的基态原子最外层有________个电子。 ③用“＞”或“＜”填空： 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al____Si N____O 金刚石____晶体硅 CH4____SiH4

(2)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中P原子的核外电子排布式为________________________________________。 (3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是______________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________。 (4)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下： 电离能 I1 I2 I3 I4 …… In/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578 ……

则该元素是________(填写元素符号)。 ②基态锗(Ge)原子的电子排布式是________。Ge的最高价氯化物的分子式是________。 ③Ge元素可能的性质或应用有________。 A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫 C．其单质可作为半导体材料 D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 【答案】(1)①三 ⅣA ②1s22s22p3 1 ③＞ ＜ ＞ ＜ (2)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) (3)N ○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓○↑↓ ○↑ (4)①Al ②1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 ③CD

3．Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。 (1)Na位于元素周期表第________周期第__________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_____________________________________。 (2)用“>”或“<”填空： 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si______S O2－______Na＋ NaCl______Si H2SO4______HClO4

Ⅱ.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 试回答下列问题： (3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表： 元素 o p 电离能/(kJ·mol－1) I1 717 759

I2 1 509 1 561

I3 3 248 2 957

比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图甲所示，其中电负性最大的是____________(填图中的序号)。 (6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是____________(填元素符号)。

【答案】(1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2 (2)< > < < (3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量 (4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定 (5) 2 (6)Al 4.a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如表所示。 a 原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同 b 基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 c 在周期表所列元素中电负性最大 d 位于周期表中第4纵行 e 基态原子M层全充满，N层只有一个电子 请回答： (1)d属于________区的元素，其基态原子的价电子排布图为___________________。 (2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。 (3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种________。 (4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为__________(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为________；A的中心原子的轨道杂化类型为________；与A互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

【答案】(1)d (2)N>O>C (3)4 F—H…F(或F—H…O或O—H…F或O—H…O) (4)SiO2>CO2 平面三角形 sp2 SO3(或BF3)(其他合理答案均可) 【解析】由表中信息可知a、b、c、d、e分别C、N、F、Ti、Cu元素。 (1)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2，属于d区元素，其基态原子的价电子排布图为 5.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题： (1)写出基态As原子的核外电子排布式________。 (2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 (2)大于 小于 (3)三角锥形 sp3 【解析】(1)As元素在周期表中处于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，则原子半径：Ga＞As。Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga＜As。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。 6.下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶： 2Cr2O2－7＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→ 4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH (1)Cr3＋基态核外电子排布式为____________________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______(填元素符号)。 (2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。 (3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_____________________________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 O (2)sp3和sp2 7NA(或7×6.02×1023) (3)H2F＋ H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 7.B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。 (1)基态硼原子的电子排布式为________；C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为________。 (2)BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R。 ①晶体R中各种微粒间的作用力涉及________(填字母)； a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键 ②R中阴离子的空间构型为________。 (3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________；乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于铵，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________________________________。 (4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图3所示，六方相氮化硼质地软的原因是________________________________________________________________________。 【答案】(1)1s22s22p1 N＞C (2)①abc ②四面体 (3)sp3杂化 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 (4)层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软 【解析】(1)硼原子核外有5个电子，其核外电子排布式为1s22s22p1，C、N两种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞C。