第14讲 原子结构、核素
基础热身
1．核磁共振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才有此性质。下列各组原子均可产生核磁共振现象的是( )
41824
A．He、O、Mg
101231B．B、C、P
21440
C．H、N、K
72728
D．Li、Al、Si
2．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．8种 3．简单原子的原子结构可用如图K14－1所示的方法形象地表示：其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
图K14－1
A．①②③互为同位素 B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子 D．①②③具有相同的质量数
4．金属钛对体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生命金属”之称。
4850
下列有关22Ti和22Ti的说法中正确的是( )
4850
A.22Ti和22Ti中均含有22个中子 4850
B.22Ti和22Ti核外均有4个电子层
4850
C．分别由22Ti和22Ti组成的金属钛单质互称为同分异构体 4850
D.22Ti和22Ti的性质完全相同
5．2011年3月11日，日本发生里氏9级大地震并引发海啸，福岛核电站发生泄漏。其131137
中 53I和铯 55Cs等放射性元素泄漏严重。下列叙述正确的是( )
A．碘有28种同位素，因此碘元素相对原子质量为上述多种同位素的核素相对原子质量的个数百分比的平均值
131
B. 53I的质子数和中子数之差为78 137
C. 55Cs中137为铯元素的相对原子质量 D．CsI为共价化合物
605657
6．具有广泛用途的27Co放射源首次实现了国内批量生产。另外，钴还有多种原子27Co、27Co、5859
27Co和27Co。以下关于钴原子的说法正确的是( )
5657585960
A.27Co、27Co、27Co、27Co和27Co是摩尔质量不同的五种同素异形体 60
B.27Co放射源可以用来治疗癌症，其中中子数与电子数之差等于6
C.27Co、27Co、27Co、27Co和27Co互为同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同 5657585960
D.27Co、27Co、27Co、27Co和27Co互为同分异构体
7．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
5657585960
8．有下列微粒：①1H；②1H；③1H；④O；⑤O；⑥C；⑦C；⑧K；⑨Ca；⑩Cl2；37
?Cl2。
回答以下问题：
(1)以上11种微粒共含有__________种核素，属于________种元素。 (2)互为同位素的是________；________；________。 (3)质量数相等的微粒是__________。 (4)形成的水分子共有________种。
(5)核外电子数相等的粒子共有________组。
能力提升
9．[2012·临沂一模] 下列说法中，正确的是( )
34
A．S原子核内的中子数为16
12
B．H和H的化学性质相同
1618
C．H2O与H2O互为同素异形体
＋
D．Na和Na属于同种元素，且性质相同
10．[2012·威海一模] 甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是( )
A．甲与乙电子层数相同 B．甲与乙最外层电子数相同 C．甲与乙的单质都是非金属 D．甲与乙的原子序数之和为偶数
m＋n－
11．已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子X和Y的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是( )
A．a＝b＋m＋n B．a＝b－m＋n C．a＝b＋m－n D．a＝b－m－n
12．基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是( )
A. B.
1
2
3
16
18
12
14
40
40
35
C. D.
12
13．若某基态原子的价电子排布式为4d5s，则下列说法正确的是( )
A．该元素基态原子中共有3个电子 B．该元素原子核外有5个电子层 C．该元素原子最外层共有3个电子 D．该元素原子M能层共有8个电子 14．[2012·合肥三模] 我国限制稀有金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，
140
稀土元素钕( 60Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是( )
A．钕原子的摩尔质量等于其相对原子质量
B．一个 60Nd原子的质量约为
140
140
140g
NA
C. 60Nd原子的中子数与质子数之差为80 D．14 g钕含有6 mol电子
15．设X、Y、Z代表3种元素。已知：
＋－
①X和Y两种离子具有相同的电子层结构；
②Z元素原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；
③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。 据此，请填空：
(1)写出X、Y、Z三种元素的名称X________，Y________，Z________。
(2)写出X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 16．已知元素X、Y的核电荷数小于31，且能形成XY2型的化合物。回答下列问题： (1)若X、Y均为非金属元素，写出你所知道的XY2的化学式________、________、________、________________________________________________________________________等。
102
(2)若X原子的外围电子层排布为3d4s，Y可能是________元素或________元素(写元素符号)。
(3)若Y的阴离子与Ar有相同的电子层结构，则X的原子外围电子层排布构型有：________、________________________________________________________________________、
________、________、________、________等。
挑战自我
17．X～N是元素周期表中的短周期元素，其性质或结构信息如下表： 元素 X 单质为有 色气体， 有毒，也 可用于自 来水消毒 Y 其单质是 日常生活 中常见金 属，用电 解熔融的 氧化物法 得到 Z M 带二个单 位负电荷 的阴离子 其核外电 子层结构 与Ar原 子相同 N 性质 或结 构信 息 原子核外 p电子数 比s电子 数少1 基态原子 最外层电 子排布为 nsnnpn 回答下列问题：