高中化学竞赛题--原子结构
2000年全国高中化学学生竞赛(初赛)试题
2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题与答案题号一二三四五六七八九十十一十二十三十四十五总分满分566625510958698101001．1999年是人造元素丰收年,一年间得到第114、116和118号三个新元素。
按已知的原子结构规律,118号元素应是第周期第族元素,它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是（气、液、固选一填入）态。
近日传闻俄国合成了第166号元素,若已知原子结构规律不变,该元素应是第周期第族元素。
（5分）【答案】七；零；气；八；VIA（5分, 每个填空得1分）2．今年是勒沙特列（Le Chatelier1850－1936）诞生150周年。
请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
（6分）【答案】（1）啤酒瓶中二氧化碳气体与啤酒中溶解的二氧化碳达到平衡：CO2(气)CO2(溶液),打开啤酒瓶,二氧化碳气体的压力下降,根据勒沙特列原理,平衡向放出二氧化碳气体的方向移动,以减弱气体压力下降对平衡的影响。
（2）温度是保持平衡的条件,玻璃杯的温度比冰镇啤酒的温度高,根据勒沙特列原理,平衡应向减弱温度升高的方向移动,即应向吸热方向移动,从溶液中放出二氧化碳气体是吸热的,因而,应从溶液中放出二氧化碳气体。
注：压力和温度各3分,不与勒沙特列原理挂钩不给分。
3．1999年合成了一种新化合物,本题用X为代号。
用现代物理方法测得X的相对分子质量为64；X含碳93.8%,含氢6.2%；X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在C—C、C＝C和C≡C三种键,并发现其C＝C键比寻常的C＝C短。
1．X的分子式是____ （2分）2．请画出X的可能结构。
（4分）【答案】1．C5H42．如右右上图注：只有一种可能结构；重键位置必须正确,而键角和立体结构则不必要求。
右上图是用Chemsketch程序制作的立体结构图,图形未画出重键,仅供参考,不是答案。
原子结构——高中化学竞赛
1-1-3 原子的质量
• 特征 原子的质量很小,不等于构成它的质子和中子 质量的简单加和，存在质量亏损 例：1摩尔氘原子的质量比1摩尔质子和1摩尔中子 的质量和小0.00431225g。该差值等于核子结合成 原子核释放的能量---结合能 不同数量的核子结合成原子释放的能量与核子 的数量不成比例。
比结合能是某原子核的结合能除以其核子数，比 结合能越大，原子核越稳定
跃迁规则 原子内电子可由某一定态跃迁 到另一定态，在此过程中放出或吸收辐射能。
其频率γ由下式决定：
γ= E2-E1/h (E2＞E1)
举例：
Balmer线系
Lyman系 Balmer系 Paschen系 Brackett系
应用:
1. 解释原子稳定存在的问题 2.计算电子绕核运动的半径r、在轨道上
M .Plack量子论(1909 )
根据A.Einstein光子学说(1908 年）
D.Rutherford有核原子模型
1913年，玻尔总结了当时的最近物理学发现，建立 了氢原子核外电子模型，解释了氢原子光谱，后 人称玻尔理论，要点如下：
行星模型 玻尔假定，氢原子核外电子是处 在一定的线形轨道上绕核运行的
)
: 波数(波长的倒数 = 1/ ，cm-1).
n : 大于2的正整数，n=3、4、5、6时分
别对应Hα、Hβ、Hγ、Hδ四条谱线的波长.
RH ： Rydberg常数， RH= R / c RH = 1.09677107 m-1vΒιβλιοθήκη 11 RH ( 22
1 )
n2
: 谱线波长的倒数, 波数(cm-1) n: 大于2的正整数 RH：里德堡常数：1.09677576107 m-1
运动行为。
高中化学竞赛--分子晶体与原子晶体
3、典型的分子晶体：
（1）所有非金属氢化物：H2O，NH3， CH4，HX （2）部分非金属单质：O2，S8，P4，C60 、稀有气体 （3）部分非金属氧化物：CO2，NO2，P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖
面体占有_1___个Si，____2___个O。故SiO2晶体中Si与O之为___1_：__2_____。 ②最小环上有____1_2____个原子（___6___个Si和___6___个O）。1molSiO2晶体中含 __4___molSi-O键。
石墨及其结构（混合型晶体）
空间层状 结构
空间结构俯视图
子”，又称共价晶体。 思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？
原子晶体 熔点/0C 硬度
某些原子晶体的熔点和硬度
金刚石 氮化硼 碳化硅
石英
＞3550 10
3000 9.5
2700 9.5
1710 7
硅 1410 6.5
锗 1211 6.0
2.原子晶体的物理性质 熔点 高 ，硬度 大 ， 难 溶于一般溶剂， 不 导电，延展性 差 。 3.常见的原子晶体类型 (1)某些单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石 (2)某些非金属化合物：碳化硅（SiC）、氮化硼（BN） (3)某些氧化物：二氧化硅（ SiO２）、Al2O3晶体
典例分析：以干冰为例
①每个晶胞中有___4_____个CO2分子， ______1_2____个原子。
②每个CO2分子周围等距紧邻的 CO2分子有_____1__2____个。
③干冰在常压下极易升华，工业上广 泛用作制冷剂。
分子的密堆积
高中学生化学竞赛试题及参考答案
2022年浙江省高中学生化学竞赛试题考生须知：⒈全卷分试题和做题卷两局部.试题共有六大题,26小题.总分值150分.测试时间120分钟.⒉本卷答案必须做在做题卷相应位置上,做在试题卷上无效,考后只交做题卷.必须在做题卷上写明县(市)、学校、姓名、准考证号,字迹清楚.一．选择题(此题包括10小题,每题4分,共40分.每题只有一个选项符合题意,) 1．自英国科学家狄拉克提出反粒子存在的预言,人类开始在茫茫宇宙中寻找反物质的例证.后又聚焦于反物质的合成研究.1997年人类首次合成了9个反氢原子.2022年是人类合成反物质的丰收年,合成了5万个反氢原子,也是对狄拉克诞辰100周年祭典的一份厚礼.你认为反氢原子的组成应该为( )(A)由1个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成.(B)由1个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成.(C)由1个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成.(D)由1个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成.2．环己基氨基酸钙约比蔗糖甜30倍,曾广泛用于食品中,但近年来发现它能致癌而禁止使用.以下溶剂中不能溶解该化合物是( )(A)H2O (B)CH3OH (C)NH3(液) (D)CCl43．第ⅢA族A1、Ga均为两性元素,Al(OH)3与Ga(OH)3相比,后者酸性比前者强.当CO2通人NaAlO2和NaGaO2的溶液中,首先沉淀出来的氢氧化物是( )(A)Al(OH)3(B)Ga(OH)3(C)同时沉淀(D)无法判断4．2022年10月26日,俄罗斯特种部队在解救歌剧院人质时,使用的气体中可能有芬太奴,芬太奴的结构简式为,它是一种医疗上速效强力镇痛药.以下关于芬太奴的说法不正确的选项是( )(A)分子式为：C19H23N2O (B)芬太奴属于芳香族化合物(C)芬太奴显碱性(D)芬太奴既能与盐酸反响,又能与热的氢氧化钠溶液反响5．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜,有人设计了以下两种方案：假设按实验原那么进行操作,那么两者制得单质铜的量为( )(A)一样多(B)①多(C)②多(D)无法判断6．C-C键可以绕键轴自由旋转,结构简式为的烃,以下说法中正确的选项是( )(A)分子中至少有9个碳原子处于同一平面上(B)分子中至少有10个碳原子处于同一平面上(C)分子中至少有11个碳原子处于同一平面上(D)该烃属于苯的同系物7．不久前,日本某一材料研究所的科学家创造了一种“碳纳米管温度计〞,这种温度计被认定为世界上最小的温度计.研究人员在长约10-6m,直径为10-7m的碳纳米管中充人液态的金属镓.当温度升高时,管中的镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值.这种温度计测量的范围可从18℃到490℃,精确度较高,所以它可用于检查电子线路是否异常,测定毛细血管的温度等许多方面.根据以上信息判断以下推测中不正确的选项是( ).(A)碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小,可忽略不计(B)金属镓的熔点很低,沸点很高(C)金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化比拟均匀(D)金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小,可忽略不计8．A、B是周期表中相邻两主族的两种元素,假设A的原子序数为a,以下不可能是B 的原子序数是( )(A)a-17 (B)a-7 (C)a+18 (D)a+199．1L某混合溶液中,溶质X、Y浓度都为0．1molL-l,向混合溶液中滴加某溶液Z(0．1molL-l氢氧化钠或硫酸溶液),所得沉淀的物质的量如下图,那么X、Y、Z分别是( ).(A)氯化铝、氯化铁、氢氧化钠(B)氯化铝、氯化镁、氢氧化钠(C)偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸(D)偏铝酸钠、氯化钡、硫酸10．在100mL某混合溶液中,c(HNO3)：0．4molL-1,c(H2SO4)=0．1 molL-l,向其中参加1．92gCu粉,微热充分反响后溶液中的c(Cu2+)为( )(A)0．15m01．L-1(B)0．225mo1．L-1(C)0．3mo1．L-1(D)无法计算二．选择题(此题包括8小题,每题4分,共32分.每题可能有1或2个选项符合题意,假设有2个正确选项,只选1个且正确给2分,多项选择、错选都给0分.) 11．“绿色化学〞是当今社会提出的一个新概念.在“绿色化学工艺〞中,理想状态是反响中原子全部转化为欲制得的产物,即原子的利用率为100％.在用丙炔合成.—甲基丙烯酸甲酯( )的过程中,欲使原子的利用率到达最高,在催化剂作用下还需要其他的反响物是( )(A)CO和CH3OH (B)CO2和H2O (C)H2和CO (D)CH3OH和H212．以铁为阳极,铜为阴极,对足量的NaOH溶液进行电解.一段时间后得到4mol Fe(OH)3沉淀,此间共消耗的水的物质的量为( )(A)8mol (B)10mol (C)11mol (D)12mol13．2001年曾报道,硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录.该化合晶体结构中的晶胞如右图所示.镁原子间形成正六棱柱,六个硼原子位于棱柱内.那么该化合物的化学式可表示为( )(A)Mg14B6(B)Mg2B(C)MgB2(D)Mg3B214．以下各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的选项是( )(A)0．1mol L-1的(NH4)2SO4溶液中,c(SO42- )>c(NH4+ )>c(H+)>c(OH-)(B)0．2m01 L-1的Na2CO3溶液中,c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)(C)0．1mol L-1的NH4Cl溶液与0．05mol L-l的NaOH溶液等体积混合,c(Cl- ) >c(Na+ ) >c(NH4+ ) >c(OH- ) >c(H+)(D)c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液,(NH4)2CO3溶液和NH4C1溶液,c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2CO3]<c(NH4C1)15．据某科学杂志报道,国外有一研究所发现了一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60它的分子结构好似中国传统工艺品“镂雕〞,经测定其中包含C60、也有Si60结构.以下表达不正确的选项是( ).(A)该物质有很高的熔点、很大的硬度(B)该物质形成的晶体属分子晶体(C)该物质分子中Si60被包裹在C60里面(D)该物质的相对分子质量为240016．取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反响过程中硝酸被复原只产生8960mL的NO2气体和672mLN2O4的气体(都已折算到标准状态),在反响后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17．02g.那么x等于( ).(A)8．64g (B)9．20g (C)9．00g (D)9．44g17．某温度下,某容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反响：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H>0当反响达平衡时,测得容器中各物质均为n mol,欲使H2的平衡浓度增大一倍,在其它条件不变时,以下举措可以采用的是( ).(A)升高温度(B)参加催化剂(C)再参加n molCO和n molH2O (D) 再参加2n molCO2和2n molH218．氢元素有1H、2H、3H三种同位素,氧元素也有16O、18O二种同位素.它们之间形成化合物的种类有( ).(A)30种(B)18种(C)21种(D)33种三．(此题共有2小题,共20分)19．(8分)现有一瓶未知浓度的Ba(OH)2溶液、一瓶未知浓度的H3PO4溶液,还有酚酞试液、pH试纸、试管、胶头滴管等.(1)请设计一个最正确的实验方案,要求能够简便地判断Ba(OH)2溶液跟H3PO4溶液反响过程中恰好全部生成Ba3(PO4)2.(2)解释你设计的实验中为什么能判断出恰好全部生成Ba3(PO4)2?20．(12分)烟草制品燃烧时,所产生的烟雾中存在对人体健康有害的物质包括烟焦油、烟碱(如尼古丁)、CO、烟草生物碱、丙烯醛类、芳香胺、脂肪烯、酚类等一千多种有害物质.以下图是检验点燃的香烟烟雾中有害成分的初步方法：用于检验的试剂有：①乙醇,②澄清石灰水,③饱和NaOH溶液,④酸性高锰酸钾溶液,⑤浓硫酸,⑥银氨液,⑦氯化汞溶液,⑧氧化铜.(1)将香烟燃烧后的产物进行吸收分析,使燃烧产物依次通过空气冷却、蒸馏水、乙醇……后面的药品顺序由你排定{用序号填入空格}A ,B ,C ,D ,E ,F (尼古丁和丙烯醛成分要单独取样分析).(2)要使香烟点燃后继续燃烧而不熄灭,怎样操作能得到保证：这是依据什么原理使香烟继续燃烧的?(3)当更换第三支烟后,取出中的略带黄色的样液5mL于试管中,后参加2mL 银氨液放在水浴中加热,写出发生的银镜反响方程式；(4)当燃尽第七支烟后,再取出中的褐色样液5mL于试管,后向其中滴加数滴HgCl2溶液,产生白色溶液说明有尼古丁.(5)通过观察硬质试管中的氧化铜颜色是否变化,来证实燃着的香烟产物中有无CO?有人认为不行,他的理由是.但是本实验还是能验证燃着的香烟产物中有CO产生的,是通过装置中实验现象得以证实.四．(此题共2小题,共20分)21．(10)据报道,2022年某市一辆满载砒霜的大货车翻下山坡,少量砒霜散落河水中.有关部门紧急采取举措.砒霜的化学式为：As2O3,剧毒,在低温下微溶于水,溶于水后生成亚砷酸,亚砷酸为三元弱酸.请答复以下问题：(1)有关部门采取举措中参加一种物质.这种物质是(写名称),写出与亚砷酸在水中反响的化学方程式.(2)古时确定人是否是砒霜中毒死亡,常用马氏试砷法.其原理是在含砒霜的物质中参加Zn和稀H2SO4,得到一种气体 A.加热A,在试管中得到砷镜.写出上述两个化学方程式、.(3)砒霜与面粉、淀粉、味精及小苏打极其相似,容易误食中毒,急救方法之一是,立即将中毒者移离现场,灌服氢氧化铁胶体或悬浊液(12％硫酸亚铁溶液与20％氧化镁等量混合)并进行催吐,写出制备氢氧化铁胶体或悬浊液的反响原理(用方程式表示) .经过上述催吐后再进一步药物处理,即可得救.22．(10分)现有a A、b B、c C、d D、e E五种短周期元素,它们都是生命体不可缺少的重要元素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.根据以上信息答复以下有关问题：(1)请比拟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假设干种组成化合物,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.五．(此题共2小题,共14分)23.(8分)脂肪烃(C x H y)分子中碳碳原子间共用电子对数为(用x、y代数式表示),假设某脂肪烃分子中碳碳原子间的共用电子对数为26,且分子中含有一个双键一个叁键,那么它的化学式为.假设将C x看作烃完全失去氢原子后的产物,那么球碳C70中的碳碳原子间的共用电子对数为.24．(6分)青蒿素是我国科学家从青蒿中提取的一种治疗疟疾的有效成分.以下图是某研究室通过晶体衍射测定得到的有关青蒿素分子结构中一些主要共价键的键长数据,图中元素符号左下角的数字是相应原子的编号,数据是相应键长(键长的单位是pm).(1)写出青蒿素的分子式.(2)试分析在青蒿素分子中,写出分子中可能是双键的原子及编号.六．(此题共2小题,共24分)25．(10分)实验室定量分析某样品中亚硫酸钠的一种方法是：①在1．520g样品中参加碳酸氢钾溶液、0.13％I2的氯仿溶液,在分液漏斗中振荡15min.离子方程式为：SO32-+I2+2HCO3-===SO42-+2I-+2CO2↑+H2O②取①中所得的水溶液,加人一定量乙酸、足量的饱和溴水溶液,充分振荡,其中碘离子被氧化成碘酸根离子,得到250mL溶液.③在②所得溶液中取25mL,滴加甲酸,除去其中过量的Br2.④将③所得溶液中加适量的醋酸钠,再参加足量的碘化钾溶液,振荡溶液.离子方程式为：6H++IO3-+5I-===3I2+3H2O⑤用标准的硫代硫酸钠溶液滴定④中所得溶液,共消耗0.1120 molL-1 Na2S2O3 15．10mL.离子方程式为：I2+2S2O32-===2I-+S4O62-答复以下问题；(1)写出②、③三步操作中所发生反响的离子方程式.②,③.(2)①中为什么要用0．13％I2的氯仿溶液,而不直接用I2的水溶液? .(3)计算样品中亚硫酸钠的质量百分含量.26．(14分)有许多现象,你去留心观察,分析思考,会发现一些有趣问题,从中发现规律.如下系列芳香族有机物,各项排列构成一个等差数列.请答复有关问题：(1)写出上面等差数列的第n项芳烃分子式.(2)某课外兴趣小组,做了系列实验.他们将该数列的前五项芳烃逐一加到浓的酸性高锰酸钾溶液中加热.结果发现,只有A1无明显变化,其余四种物质都能使酸性高锰酸钾溶液褪色.经分析知,后四种的氧化产物是或者两者都有.由此你能得出什么结论?(3)甲、乙、丙三同学同做酸性高锰酸钾溶液氧化A5的实验.甲将氧化后的混合液酸化别离得到一种无色晶体X,称取0．2540gX,用热水配成100mL溶液,取出25mL用0．1mol L-1NaOH溶液中和滴定,滴到10mL时到达终点;丙用酸性高锰酸钾溶液氧化A5,将氧化后的混合液酸化别离得到无色晶体Y,中和测定知Y的中和水平比X的中和水平弱得多;乙用酸性高锰酸钾溶液氧化A5,将氧化后的混合液酸化别离得到无色晶体,经分析其中包含了甲与丙获得的两种成份.通过计算确定X的结构简式.(4)仔细分析该系列芳烃的二氯取代物异构体的数目,很有规律性.请你分析推出A n的二氯取代物种数的代数表达式.。
3原子结构(高一)蒋泓
Ψ1s
一组合理的n、l、m取值就是一个确定的 波函数Ψ（r，θ，φ）。
波函数涉及的三个量子数（n、l、m )确定下来的一套 参数可表示一种原子轨道。
2、描绘核外电子运动的四种状态(四个量子数）。
(1)主量子数（n）—决定电子层
n划分：电子能量高低和离核远近不同
n=1
符号 K
2
L
3
M
4
5
6
7
Q
N O P
*另有：铁核的质量为55.92, 质子和中子质量之和为 56.45, 质量亏损：0.53, 放出结合能 7. 9×10-11J。
从结合能的大小，可判断原子核结合的紧密程度，结合能 越大，结合越紧密。
放射性概念：
α射线：He核流（带正电的α粒子）； β射线：电子流（带负电）； γ射线：光子流。
235 原子弹原理：核裂变 92
l
）。最大值l = n-1。
l只能取小于n的正整数: l =0
相应的能级符号：
K层：n =1, l = 0。
1
p
2
d
3
f
4
g
(n-1)
s
只有一个亚层 ：s亚层（1s）， s电子云球形。
L层：n =2, l = 0、1。
有二个亚层 ：s亚层，p亚层(2s、2p)。 P电子云哑铃形。 M层：n =3, l = 0、1、2。
宏观物体与微观粒子运动特征比较
宏观物体 •位置（坐标）和动量 （速度）能同时准确测 定 微观粒子 •无法同时准确测定运动坐标和 动量。它的坐标测得越准, 其动 量(速度)就测得越不准；它的动 量测得越准, 其坐标就测得越不 准。 •无确定的运动轨道。
•可预测运动轨道
安徽安徽高中化学竞赛无机化学第四章 原子结构和元素周期律
第四章 原子构造和元素周期律4. 1. 01 微观粒子运动的特殊性质：微观粒子具有波粒二象性。
从电子枪中射出的一个电子，打击到屏上，无法预测其击中的位置。
这时表达出的只是它的粒子性。
时间长了，从电子枪中射出的电子多了，屏幕上显出明暗相间的有规律的环纹。
这是大量的单个电子的粒子性的统计结果。
具有波粒二象性的微观粒子，不能同时测准其位置和动量。
微观粒子的运动遵循该原理。
虽然不能同时测准单个电子的位置和速度，但是电子在哪个区域内出现的时机多，在哪个区域内出现的时机少，却有一定的规律。
例如电子衍射图中的明纹就是电子出现时机多的区域，而暗纹那么是电子出现时机少的区域。
所以说电子的运动具有统计性的规律。
4. 1. 02 波函数：要研究电子出现的空间区域，那么要去寻找一个函数，用该函数的图象与这个空间区域建立联络。
这种函数就是微观粒子运动的波函数，经常用希腊字母 ψ 表示。
4. 1. 03 薛定谔方程：1926年，奥地利物理学家薛定谔〔Schödinger 〕提出一个偏微分方程 —— 薛定谔方程，波函数 ψ 就是通过解薛定谔方程得到的。
在解方程过程中，需要引入三个参数 n ，l 和 m 。
且只有当 n ，l 和 m 的取值满足某些要求时，解得的波函数 ψ 才是合理的解。
最终得到的波函数是一系列三变量、三参数的函数= R 〔r 〕•Θ〔θ〕•Φ〔ϕ〕 由薛定谔方程解出来的描绘电子运动状态的波函数，在构造化学上称为原子轨道。
但它与经典的轨道意义不同，是一种轨道函数，有时称轨函。
解出每一个原子轨道，都同时解得一个特定的能量 E 与之相对应。
对于氢原子来说式中 n 是参数，eV 是能量单位。
4. 2. 01 主量子数 n ：ψ 〔r ，θ，ϕ 〕 n ，l ，mn 称为主量子数，其取值仅为1，2，3，4，… … ，等正整数。
光谱学上依次用K，L，M，N … … 表示。
主量子数n 的的大小，表示核外电子离核的远近，或者电子所在的电子层数。
原子结构2 (1)
2.电子排布式
能层序数 能级符号
该能级上排布 的电子数
2 2 6 1 Na：1s 2s 2p 3s
K 简化电子排布式 L M
[Ne]3s1
3．原子的电子排布式和轨道表示式
(1)电子排布式的书写格式： ①元素符号； ②轨道符号(带电子层数)； ③电子个数(右上角)。 练习:写出下列元素的电子排布式: Na： 1s22s22p63s1
3) Hunt(洪特)规则 •
•
• • •
电子在能量简并的轨道中, 要分占各轨道,且 保持自旋方向相同。保持高对称性，以获得稳定。 包括：轨道全空，半充满，全充满三种分布。碳 原子核外电子排布。 洪特规则的特例：等价轨道全充满、半充满或全 空的状态时比较稳定的。 全充满：s2、p6、d10、f14 半充满：s1、p3、d5、 f7 全空： s0、p0、d0、 f0 构造原理： 随核电荷数的递增，大多数元素的电中性基 态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道， 叫构造原理。
22s22p63s23p64s1 1s K： 22s22p63s23p63d104s24p65s1 1s Rb：
(2)轨道表示式的书写格式： ①元素符号； ②轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨 道连在一起)； ③电子及自旋状态(↑、↓)。
练习:画出下列元素的轨道表示式:
C：
Na：
N：
Mg：
试书写下列原子的电子排布式
R
M R
核素、同位素 元素：是具有相同质子数 ( 核电荷数 ) 的同一类 原子( )的总称。 三种不
核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子
的原子叫核素。如氢元素有
同核素。
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素 的不同原子互称为同位素。如 ，即
高中化学竞赛辅导原子结构省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
原子能级
Balmer线系
v
3.289 n2
1015 n1
(
1 n12
1 n22
)s-1
E hv
6.626
10 34 J s 3.289
1015
(
1 n12
1 n22
)s-1
2.179
10
-18
(
1 n12
1 n22
)J
E
RH
(
1 n12
1 n22
) RH：Rydberg常数，其值
为2.179×10-18J。
N：1s2 2s2 2p3
Z = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 •半满全满规则：
当轨道处于全满、半满时，原子较稳定。
Z 24 Cr： 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s1
Ar3d 5 4s1
Z 29 Cu：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d10 4s1
③从激发态回到基态释放光能，光旳频率 取决于轨道间旳能量差。
h E2 E1 E2 E1
h
E：轨道能量 h：Planck常数
Balmer线系
v
3.289
1015
(
1 22
1 n2
)s1
n = 3 红（Hα） n = 4 青（Hβ ） n = 5 蓝紫 （ Hγ ） n = 6 紫（Hδ ）
11 E RH ( n12 n22 ) 当n1 1，n2 时，E 2.179 10 18 J，
这就是氢原子的电离能。
E h
3.289
1015
1 (12
1 2
)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中学化学竞赛试题资源库——原子结构A组1．原子核内的质子数决定了A 原子的质量数B 核外电子数C 核电荷数D 核内中子数2．元素的种类和原子的种类A 前者大B 后者大C 相等D 不能确定Cl中左上角的“35”代表3．符号3517A 元素的质量数B 同位素的质量数C 元素的平均原子量D 元素的近似原子量4．核内质子数不同，核外电子数相同的两种微粒，它们可能是A 同种元素的两种离子B 同种元素的原子和离子C 不同元素的离子D 不同元素的原子5．核外电子数相等的两个原子，它们之间的关系是A 质量数一定相等B 互称为同位素C 一定是同种原子D 分别组成的单质，物理性质一定相等6．用化学方法不能实现的是A 生成一种新分子B 生成一种新离子C 生成一种新核素D 生成一种新单质7．两种微粒的质子数和电子数都相等，它们不可能是A 一种阳离子和一种阴离子B 一种单质分子和一种化合物分子C 一种分子和一种离子D 一种原子和一种分子8．道尔顿的原子学说曾经起到很大作用。
他的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。
从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是A 只有③B 只有①、③C 只有②、③D 有①、②、③9．下列关于原子的几种描述中，不正确的是A 18O与19F具有相同的中子数B 16O与17O具有相同的电子数C 12C与13C具有相同的质量数D 15N与14N具有相同的质子数10．下列有关原子的叙述中，正确的是A 保持物质化学性质的最小微粒B 构成物质的最小微粒C 不能再分的最小微粒D 化学变化中的最小微粒11．下列有关阳离子的说法中错误的是①阳离子都是由金属原子失去电子而形成的②非金属原子也能形成阳离子③合阳离子的物质一定含有阴离子④阳离子都是稳定结构，不会再失去电子A ①②④B ②③④C ①②③D ①③④12．元素R核电荷数为16，原子的质量数32，则R离子应包含A 16e－、16Z、16NB 18e－、16Z、16NC 18e－、18Z、16ND 16e－、16Z、18N13．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th的原子来说A x＝90 y＝90 z＝234B x＝90 y＝90 z＝144C x＝144 y＝144 z＝90D x＝234 y＝234 z＝32414．分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg，该同位素的原子核内的中子数是A 12B 14C 16D 1815．居里夫人发现了放射性元素镭（22688Ra），该元素含有的中子数为A 88B 138C 226D 31416．我国首座秦山核电站所用的核燃料是铀－235的氧化物话23592UO2，1mol此氧化物所含有的中子数目是阿伏加德罗常数的A 143倍B 243倍C 151倍D 159倍17．我国科学工作者在世界上首次发现铂的一种新同位素20278Pt，下列说法正确的是A 20278Pt的相对原子质量为202 B 20278Pt的原子质量为202C 铂元素的质量数为202D 20278Pt的原子核内有124个中子18．据最新报道，放射性同位素钬16667Ho可有效地治疗肝癌。
该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是A 32B 67C 99D 16619．最新科技报导，美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒，这种微粒是由3个氢原子核（只含质子）和2个电子构成，对这种微粒，下列说法正确的是A 是氢的一种新的同素异形体B 是氢的一种新的同位素C 它的组成可用H3表示D 它比一个普通H2分子多一个氢原子核20．2001年初，利用制造原子弹的核废料238U（原子序数为92）制成的贫铀弹在欧洲闹得沸沸扬扬。
下列有关238U的说法，不正确的是A 238U具有放射性B 238U的原子质量约为12C的238倍C 238U原子核内有146个中子D 238U是U元素的一种同位素21．97年伊始，我国宣布在世界上首次合成13564Gd（钆），这是原子核物理领域中的重要成果。
下列叙述中，正确的是A Gd元素的相对原子质量是135B 其原子的质量是12C质量的135倍C 其中子数是71D 其核外电子数是7122．2004年2月1日俄罗斯和美国同时宣布，成功合成了113和115号新元素。
已知115号元素的一种核素为289X，下列有关113号、115号元素的有关叙述正确的是A 113号元素位于周期表第八周期B 该115号的元素的这种核素中，中子数与电子数之差为174C 该115号元素原子与碳－12原子质量之比为115︰12D 115号元素可显＋5价23．已知某非金属元素R的气态氢化物的分子式为RHm，它的最高价氧化物对应的水化物的分子中有b个氧原子，则这种酸的分子式为A H2b－8＋m RO bB H2b－8－m RO bC H8－m－2b RO bD H m＋8＋2b RO b24．在以下四种物质中①28g 一氧化碳（126C168O）②28g氮气（147N2）③26g乙炔（126C211H2）④28g硅（2814Si），所含微粒数相同的是A 分子数B 原子数C 中子数D 电子数25．下列说法中，正确的是①金刚石、石墨是碳的两种同位素②金刚石、石墨是碳的两种单质③金刚石、石墨是碳的两种元素④金刚石、石墨互称为碳的同素异形体A 只有④B 只有②④C 只有①②D 只有③④26．由相同的两种元素组成的四种粒子，1mol粒子内质子数分别是9N A、10N A、11N A、18N A（N A表示阿伏加德罗常数），则这四种粒子的化学式分别是、、、____（依上述顺序）27．已知A、B、C、D可形成多种化合物，若A、B、C、D的原子个数比为4︰1︰2︰1，则该化合物的分子式为；该化合物是一种常见的化肥，通常称为；若A、B、C、D原子个数比为7︰2︰1︰2，且化合物分子量为77，该化合物既能与盐酸反应，又能与烧碱反应，则它的名称为。
B组28．法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。
下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是A 该粒子不显电性B 该粒子质量数为4C 在周期表中与氢元素占同一位置D 该粒子质量比氢原子大29．“原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。
人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为：电子云模型、玻尔原子模型、卢瑟福原子模型、原子模型、原子模型。
则横线内两位化学家是A 阿伏加德罗、汤姆生B 道尔顿、拉瓦锡C 舍勒、普利斯特里D 汤姆生、道尔顿30．核磁共振（NMR）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。
已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。
试判断下列哪组原子均可产生NMR现象A 18O 31P 119SnB 27Al 19F 12CC 元素周期表中ⅢA族所有元素的原子D 元素周期表中第三周期所有元素的原子31．以m D、m P、m N分别表示氘核、质子、中子的质量，则A m D＝m P＋m NB m D＝m P＋2m NC m D＞m P＋m ND m D＜m P＋m N32．自英国科学家狄拉克提出反粒子存在的预言，人类开始在茫茫宇宙中寻找反物质的例证。
后又聚焦于反物质的合成研究。
1997年人类首次合成了9个反氢原子。
2002年是人类合成反物质的丰收年，合成了5万个反氢原子，也是对狄拉克诞辰100周年祭典的一份厚礼。
你认为反氢原子的组成应该为A 由1个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成B 由1个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成C 由1个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成D 由1个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成33．分子和离子都是微观粒子，1996年，科学家终于在宇宙深处发现了早在30年前就预言应当存在的一种微粒，这种微观粒子由3个氢原子核和2个电子组成，它的化学式是。
34．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：___________________。
35．现有a A、b B、c C、d D、e E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。
36．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。
2002年9月20日，欧洲核子研究中心成功制造出约5万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。
试回答：（1）科学家制造出的反氢原子的质量数为，电荷数为。
（2）一对正、负电子相遇发生湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子质量为0.9×10－30kg，那么这对电子湮灭时释放的能量是J，这两个光子的频率约为Hz。