20160911原子结构与性质知识点与练习

《原子结构与性质》知识点

一、原子结构

1．在1911年前后，新西兰出生的物理学家卢瑟福把一束变速运动的α粒子(质量数为4的带2个正电荷的质子粒)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是―实心球‖，而这种―实心球‖紧密排列而成的金箔，竟为大多数α粒子畅通无阻的通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少数的。粒子发生偏转，或被笔直地弹回。

根据以上实验现象能得出关于金箔中Au原子结构的一些结论，试写出其中的三点

①______________________ ____________________________ ②_______________________________ ___________________ ③__________________________ _______________________

1.能层与能级

2．有A、B、C、D四种单质，在一定条件下，A、B、C与D分别发生化合反应，相应的生成X、Y、Z （X、Y、Z 每个分子中都含有10个电子），而B和C 发生化合反应生成W，另外又知这些单质化合物之间发生如下反应：①A+Y–→B+X, ② B+Z—→Y+W ③ Z+W—→C+Y , 试回答下列问题：

（1） 单质D和化合物X、Y、Z、W的化学式是 （2） 反应①②③的化学方程式是①

② ③

2.构造原理，能量最低原理、基态与激发态、光谱

3．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（ ）

A B C D ⑴、构造原理

⑵、电子排布式

⑶、简化的电子排布式

电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加方括号来表示，以简化电子排布式。如把钠的电子排布式写成[Ne]3s

1

⑷、外围电子排布式

在原子的核外电子排布式中，省去稀有气体外加方括号部分后剩下部分称为外围电子排布式，也叫价电子排布式。如氯的电子排布式为1s

2

2s22p63s23p5，其简化电子排布式为 ，

外围电子排布式为

4．请用元素符号填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3对成对电子，次外层有2个电子，A为______。 (2)B元素的＋2价离子的电子层结构与氩相同，B为______。 (3)C元素的＋2价离子的3d能级为半充满状态，C为______。

(4)D元素基态原子的M层全充满，N层只有2个电子，D为______。 (5)E元素基态原子的M、N层共有6个未成对电子，E为______。

3.电子云与原子轨道

5．现代原子结构理论认为，在同一电子层上，可有s、p、d、f、g、h„„等亚层，各亚层分别有1、3、5、„„个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测： （1）第8周期共有 种元素；

（2）原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是 ；

（3）根据“稳定岛”假说，第114号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，可能在自然界都可以找到。

试推测第114号元素属于 周期， 族元素，原子的外围电子构型是

6．核外电子的每一个能层中又有不同的能级，其能级顺序是：ns、np、nd、nf、ng„（n代表能层）个能级的原子轨道依次为1、3、5、7、9„试根据原子结构理论回答下列问题：

（1）第8周期ⅠA族元素的原子序数为 ，第8周期包含有 种元素，其原因

是 。

（2）原子核外出现第一个g原子轨道的元素的原子序数是 ，其原因是

。

二、原子结构与元素的性质 1.原子结构与元素周期表

7．A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大，三种元素原子序数之和为35，A、C同族，B+离子核外有10个电子，回答下列问题

①. A、B、C三种元素分别是_________ 、 _________ 、_________。 ②. A、B、C之间形成多种化合物，其中属于离子化合物的化学式分别为_______ 、 _______ 、______。 ③分别写出A、B、C的电子排列式：A._______________________________________

B._______________________________________ C._______________________________________

8．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：

(1)A原子的核外电子排布式__________________________________________________________。 (2)B元素在周期表中的位置_____；离子半径：B______A(填―大于‖或―小于‖)。 (3)C原子的电子排布图是，其原子核外有______个未成对电子，能量最高的电子为____ __轨道上的电子，其轨道呈___ ___形。

(4)D原子的电子排布式为，D的结构示意图是____ __。 (5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为

________，与D的氢化物的水化物反应的化学方程式 为__________________ _________________________________________。

－

2.元素周期律

3. 微粒半径的比较

⑴电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。 ⑵核电荷数: 相同条件下，核电荷数越多，半径越小。

⑶核外电子数:核电荷数相同条件下，核外电子数越多，半径越大。

4.电离能：

第一电离能： 。 电离能反映了不同元素的原子失电子的难易， 同时也与元素的金属性密切相关。

每个周期的第一个元素第一电离能最 最后一个元素的第一电离能最 。 同族元素从上至下，元素的第一电离能逐渐 。

9．不同元素的气态原子失去最外层的1个电子所需要的能量(设其为E)如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线（原子序数1至19号元素气态原子失去最外层的1个电子所需能量）的变化特点，并回答下列问题。

(1)同主族内不同元素的E值变化的特点是______________。各主 族中E值的这种变化特点体现了元素性质的__________变化规律。 (2)同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现 反常现象。试预测下列关系式中正确的是______________。

①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒) ③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒)

(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层的1个电子所需能量E值的范

围：______________＜E＜______________。

(4)10号元素E值较大的原因是__________________________________。

10

）

B．元素Y是ⅢA族的元素

C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应

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-1

(2)X元素的硫酸盐的化学式为。 (3)Y是周期表中

5.电负性：

12．1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念。电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：

请仔细分析，回答下列有关问题：

① 预测周期表中电负性最大的元素应为_____；估计钙元素的电负性的取值范围：______＜ X ＜______。 ② 根据表中的所给数据分析，同主族内的不同元素X的值变化的规律是

____________； 简述元素电负性X的大小与元素金属性、非金属性之间的关系______ _______ ___________________________________________________________________________。

③ 经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中形成的化学键的类型为______________，其理由是________________________ ______________________________________________

。

练习

1、无机化合物甲、乙分别由三种元素组成。组成甲、乙化合物的元素的特征电子排布都可表示如下：asa、bsbbpb、csccp2c。甲是一种溶解度较小的化合物，却可溶于乙的水溶液。由此可知甲、乙的化学式分别是 、 ；甲溶于乙的水溶液化学方程式为 。

2、A、B、C三种元素，其中有一种金属元素。A、B原子的电子层数相同。B、C原子的最外层电子数相同。又知这三种元素原子的最外层电子数之和为17。原子核中的质子数之和为31。试通过计算确定这三种元素的名称。 3、揭示原子内部结构的奥秘，有助于理解我们所处的物质世界。 （1）右表中元素f的氢化物的电子式是__________，此氢化物的热稳定性比元素g的氢化物的热稳定性________（填“强”或“弱”），元素f和g的性质有一

定的变化规律，与其原子结构有关。

（2）某元素原子共有3种能量不同的电子，核外电子占有的轨道总数是4个，该元素是_______（填编号）。该元素有多种同位素，在科学上均有重要的应用，任写出其中一种用途________________________。

（3）α粒子是_________（填编号）原子所形成的一种离子，1909年，卢瑟福等人用α粒子做了著名的实验，从而提出原子结构的行星模型，下列选项中能正确表示这种模型的是_____________。

A B C D

（4）古代哲学家们也形成了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子则认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可用下图表示： „„

请你用相同的图示方法表示墨子的观点：___________________。

4、现有aA、bB、cC、dD、eE五种短周期元素，它们都是生命体不可缺少的重要元素已知它们的原子序数有如下关系：a＋b＝c，a＋c＝d，c＋d＝e，B、D、E都有多种同素异形体。B的化合物种类与A的化合物种类何者更多，目前学术界还有争议，但有一点是肯定的，那就是没有第三种元素的化合物种数会超出它们。根据以上信息回答下列有关问题：

（1）请比较B2A4、C2A4、E2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序 。

（2）从给定的元素中选出若干种组成化合物，写出相对分子质量最小的离子化合物的化学

式 ；

（3）从题中元素为选择对象，写出不少于三种炸药的化学式或名称。 、 、 。 （4）有人设想某种分子式为C4N4O8的物质（该物质中同种原子的化学环境完全相同）是一种威力极强的炸药，请推测它的结构简式。

5、目前，科学家正在设法探寻“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。试回答：

（1）若有反α粒子，它的质量数为 ，电荷数为 。

（2）反物质酸碱中和反应的实质可表示为 。

6、近期，科学家用NaNO3和Na2O在573K反应制得了离子化合物Na3NO4. 经测定Na3NO4中的各原子的最外层电子都达到了8电子稳定结构，则NO43-的电子式为 ;Na3NO4与二氧化碳或水都能剧烈反应而转化为常见物质，写出这两个反应的化学方程式

7、将下列原子按电负性降低的次序排列，并解释理由：

As、F、S、Ca、Zn

8、甲元素是第3周期p区元素，其最低化合价为－2价；乙元素是第四周期d区元素，其最高化合价为＋6价。填写下表：

9、已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

（1）X元素原子基态时的电子排布式为___________________________________。

（2）Y元素原子的价电子的轨道表示式为________________________________。

（3）已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方

程式是_______________________________________________________________________________。 （4）比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由 。

10、（1）根据构造原理写出25、34号元素的基态的电子排布式。

。

（2）已知元素周期表中第一、二、三、四、五、六、七周期中所含元素种类（假设第七周期已排满）

分别是2、8、8、18、18、32、32，由此可知117号元素处于周期表第_______周期，第______族，其简写的电子排布式为 。

11、1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。Ｏ３能吸收有害紫外线，保护人类赖

以生存的空间。Ｏ３分子的结构如图5，呈V型，键角116．5℃。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：

图5 O3的分子结构

（1）臭氧与氧气的关系是_______________。

（2）选出下列分子与Ｏ３分子的结构最相似的的是 。

A. H2O B. CO2 C.SO2 D.BeCl2

（3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有________对孤对电子。 （4）O3分子是否为极性分子___________（是或否）。

（5）O3与O2间的转化是否为氧化还原反应___________（若否，请回答A小题；若是，请回答B小题）

Ａ．O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平： ___________PbS＋___________O3——___________PbSO4＋___________O2 Ｂ．O3在催化剂作用下生成1molO2转移电子数___________mol

12、已知元素的某种性质―X‖和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出

试结合元素周期律知识完成下列问题：

(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中的化学键类型是______。

(2)根据上表给出的数据，简述主族元素的X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系__________________________________________________；简述第二周期元素(除惰性气体外)的X的数值大小与原子半径之间的关系_____________________________________________________。 (3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系________________。

(4)某有机化合物分子中含有S—N键，你认为该共用电子对偏向于____________原子(填元素符号)。

13、电解普通水和重水(12H2O)的混合物，通电一段时间后，两极共生成气体18.5g，体积为33.6L(标况下)。求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少?