PAGE4-原子結構與性質1．[2014·石家莊模擬]四種短周期元素的性質或結構信息如下表。請根據信息回答下列問題。元素性質或結構信息A室溫下單質呈粉末狀固體，加熱易熔化，單質在氧氣中燃燒，發出明亮的藍紫色火焰B單質常溫、常壓下是氣體，能溶于水，原子的M層上只有1個未成對的p電子C單質質軟、銀白色固體、導電性強，單質在空氣中燃燒發出黃色火焰D原子最外電子層上s電子數等于p電子數，單質為空間網狀晶體，具有很高的熔、沸點(1)B元素在周期表中的位置是________，寫出A原子的電子排布式___________________________________________________。(2)寫出C單質與水反應的化學方程式______________________。A與C形成的化合物溶于水后，溶液的pH________7(填“大于”“等于”或“小于”)。(3)A、B兩元素非金屬性較強的是(寫元素符號)________。寫出能證明這一結論的一個實驗事實______________________________。解析：A元素從“明亮的藍紫色火焰”，再結合其他信息可知是硫元素；B元素從“氣體”可知是非金屬元素，從M層上只有“1個未成對的p電子”知是氯元素，與氣體能溶于水相吻合。C元素，從“黃色火焰”可知是鈉元素，再由前面的信息印證。D元素原子最外層上s電子數等于p電子數，結合空間網狀結構，和“很高的熔、沸點”應該是硅元素或碳元素。比較元素非金屬性的強弱可從它們之間的相互置換、氫化物的穩定性、最高價氧化物的水化物的酸性強弱等方面去判斷。答案：(1)第3周期第ⅦA族1s22s22p63s23p5(2)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑大于(3)Cl高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氫穩定性比硫化氫強)2．下表列出前20號元素中的某些元素性質的一些數據：元素原子半徑(10－10m最高價態最低價態①1.02＋6－2②2.27＋1－③0.74－－2④1.43＋3－⑤0.77＋4－44．[2012·安徽理綜]X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素，其相關信息如下表：元素相關信息XX的基態原子L層電子數是K層電子數的2倍YY的基態原子最外層電子排布式為：nsnnpn＋2ZZ存在質量數為23，中子數為12的核素WW有多種化合價，其白色氫氧化物在空氣中會迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色(1)W位于元素周期表第________周期第________族，其基態原子最外層有________個電子。(2)X的電負性比Y的________(填“大”或“小”)；X和Y的氣態氫化物中，較穩定的是________(寫化學式)。(3)寫出Z2Y2與XY2反應的化學方程式，并標出電子轉移的方向和數目：__________________________________________________。(4)在X的原子與氫原子形成的多種分子中，有些分子的核磁共振氫譜顯示有兩種氫，寫出其中一種分子的名稱：________。氫元素、X、Y的原子也可共同形成多種分子和某種常見無機陰離子，寫出其中一種分子與該無機陰離子反應的離子方程式：________________________________。解析：根據題給信息可知X為C元素；Y的基態原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，因為s能級最多可容納2個電子，所以Y為O元素；Z為Na元素；因為W的白色氫氧化物在空氣中會迅速變成灰綠色，最后變為紅褐色，故W為Fe元素。(1)Fe元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，其基態原子最外層電子數為2。(2)O元素的非金屬性強于C元素，所以C的電負性比O小。氣態氫化物中H2O更穩定。(3)Na2O2與CO2的反應為＋2CO2=2Na2CO3＋O2或(4)根據信息，C和H形成的氫化物中有兩種類型氫的分子可以寫出很多，如：CH3CH2CH3、(CH3)3CH、(CH3)2CHCH(CH3)2等；H、C和O元素形成的能相互反應的粒子也可以寫出很多，如：CH3COOH＋HCOeq\o\al(－,3)=CH3COO－＋CO2↑＋H2O等。答案：(1)四Ⅷ2(2)小H2O(3)或＋2CO2=2Na2CO3＋O2(4)丙烷(其他合理答案均可)CH3COOH＋HCOeq\o\al(－,3)=CH3COO－＋CO2↑＋H2O(其他合理答案均可)5．[2014·東北三校聯考]某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數比為14∶4∶5∶1∶1。其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，E元素的外圍電子排布式為(n－1)dn＋6ns1，回答下列問題。(1)元素B、C、D的第一電離能由大到小的排列順序為________。(用元素符號表示)(2)D元素原子的最外層電子排布圖為__________________________________________________________________________________________。(3)該配位化合物的化學式為________，配體的中心原子的雜化方式為________。(4)C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數比分別為1∶1和1∶2，兩種化合物可以任意比互溶，解釋其主要原因為________________________________________________________________________。(5)A元素與B元素可形成分子式為A2B2的某化合物，該化合物的分子具有平面結構，則其結構式為______，分子中含有________個σ鍵，________個π鍵。解析：根據提供信息，可知C為O，D為S，E的外圍電子排布式為3d104s1，為Cu。根據該配合物的顏色和組成，可以推斷為[Cu(NH3)4]SO4·H2O。(1)N、O、S的第一電離能由大到小的順序為N>O>S。(2)S的最外層有6個電子，電子排布圖為(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配體為NH3，中心原子N的雜化方式為sp3。(4)H2O2分子與H2O分子之間形成氫鍵，因此可以任意比互溶。(5)該化合物的結構式為H—N=N—H，根據一個雙鍵中含有1個σ鍵，1個π鍵，可知該分子中含有3個σ鍵，1個π鍵。答案：(1)N>O>S(2)(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O或Cu(NH3)4SO4·H2Osp3雜化(4)H2O2分子與H2O分子之間形成氫鍵(從相似相溶原理，分子結構相似的物質易互溶等角度回答，只要答案合理即可)(5)H—N=N—H316．已知元素周期表中共有18縱行，如圖實線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為幾個區；s區、p區、d區、ds區等。除ds區外，其他區的名稱來自按構造原理最后填入的電子的能級符號。(1)請在圖中用實線畫出s區、p區、d區、ds區的邊界線，并分別用陰影和表示d區和ds區。(2)有的同學受這種劃分的啟發，認為d區內6、7縱行的部分元素可以排在另一區，你認為應排在______區。(3)請在元素周期表中用元素符號標出4s軌道半充滿的元素。(4)請利用電子排布的相關知識解釋Fe3＋比Fe2＋穩定的原因：________________________________。(5)隨著科學技術的發展，不斷有新的元素被發現。若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布________種元素。解析：本題從深層次上考查了元素周期表的結構。依據構造原理最后填入的電子的能級符號，將元素周期表劃分為幾個區，對于24號元素，其核外價電子排布似乎應該是3d44s2，而實際上是3d54s1，原因是能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低，而29號元素也正是因為這一點而排成3d104s1，而不是3d94s2，故29號、30號元素所在縱行歸為ds區，所以該同學認為d區內6、7縱行的部分元素可以排在ds區是有道理的。對于Fe3＋比Fe2＋穩定的原因也可從鐵的核外電子排布特點來解釋。答案：(1)如圖：(2)ds(3)見上表(4)Fe價電子的排布式為3d64s2，Fe2＋為3d6，Fe3＋為3d5，依據“能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態，結構更穩定，故Fe3＋比Fe2＋穩定(5)1187．W、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素，其原子序數依次增大。W、Y的氧化物是導致酸雨的主要物質，X的基態原子核外有7個原子軌道填充了電子，Z能形成紅色(或磚紅色)的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。(1)W在元素周期表第________周期第________族。W的氣態氫化物穩定性比H2O(g)________(填“強”或“弱”)。(2)Y的基態原子核外電子排布式是________，Y的第一電離能比X的________(填“大”或“小”)。(3)Y的最高價氧化物對應水化物的濃溶液與Z的單質反應的化學方程式是_____________________________________________________。(4)寫出X的單質和FeO反應的化學方程式是___________________________________________________________________________________。解析：形成酸雨的主要物質是氮和硫的氧化物，Y的原子序數比W大，由此可推出W為氮元素，Y為硫元素；根據基態原子核外電子排布所遵循的原則，可以寫出X的電子排布式為1s22s22p63s23p1，X為鋁元素；Z能夠形成紅色(或磚紅色)的Z2O和黑色ZO兩種氧化物，推知Z為銅元素。(1)W是氮元素，同周期元素氣態氫化物穩定性從左到右逐漸增強。(2)S的原子半徑比Al的小，更難失電子，第一電離能S的大于Al。(4)屬于鋁熱反應。3FeO＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋3Fe。答案：(1)2ⅤA弱(2)1s22s22p63s23p4大(3)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)3FeO＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋3Fe創新試題教師備選教學積累資源共享eq\o(\s\up7(備選理由),\s\do5())作為例題或練習題1．[2014·濟南模擬]已知元素X、Y的原子最外層分別有n個和(m－5)個電子，次外層分別有(n＋2)個和m個電子，據此判斷：(1)元素X和Y分別是________和________(填元素符號)；其電子排布式分別為________和________；其價電子的電子排布圖分別為________和________。(2)這兩種元素最高價氧化物對應水化物和NaOH三者之間發生反應的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________________。解析：元素X的原子的最外層電子數為n個，次外層電子數為(n＋2)個，則X不可能位于第2周期(否則最外層無電子，那么只有一個電子層，不可能)，只可能是第3周期元素，次外層電子數為8，則n＝6，X是硫元素；同理元素Y也是第3周期元素，m＝8，Y為鋁元素。答案：(1)SAl1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p1(2)3H＋＋Al(OH)3=Al3＋＋3H2O，H＋＋OH－=H2O，Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O2．A、B、C、D是短周期的四種主族元素，它們的原子序數依次增大，四種元素中只有C是金屬元素，A與C的最外層電子數相等，C、D兩元素原子的電子數之和為A、B兩種元素原子的電子數之和的3倍。試推斷：(1)寫出A、B、C、D的元素符號；A________、B________、C________、D________；(2)寫出D元素基態原子的電子排布式_________________________；(3)B、C、D三元素的第一電離能由大到小的順序為_______