2001-2010年十年化学赛题重组卷4(原子和分子结构)

2001-2010年十年化学赛题重组卷4

原子和分子结构

1. 原子结构。核外电子运动状态: 用s 、p 、d 等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。

2. 元素周期律与元素周期系。周期。．．．1．—．18．．族。．．

主族与副族。过渡元素。主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右性质变化一般规律。原子半径和离子半径。s 、p 、d 、ds 、f-区元素的基本化学性质和原子的电子构型。元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。最高氧化态与族序数的关系。对角线规则。金属性、非金属性与周期表位置的关系。金属与非金属在周期表中的位置。半金属（类金属）。主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素的概念。

3.. 分子结构。路易斯结构式（电子式）。价层电子对互斥模型对简单分子（包括离子）几何构型的预言。杂化轨道理论对简单分子（包括离子）几何构型的解释。共价键。配价键（配位键、配键）。键长、键角、键能。σ 键和π 键。离域π 键。共轭（离域）的一般概念。等电子体的一般概念。键的极性和分子的极性。相似相溶规律。

【决赛要求】1. 原子结构。四个量子数的物理意义及取值。氢原子和类氢原子单电子原子轨道能量的计算。S 、p 、d 原子轨道图像。

2. 分子结构。分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的理解。一维箱中粒子模型对共轭体系电子吸收光谱的解释。超分子的基本概念。

第1题（3分）在正确选项上圈圈。1-1 下列化学键中碳的正电性最强的是

A ．C －F

B ．

C 一O C ．C －Si

D ．C －Cl 1-2 电子构型为[Xe]4f 145d 76s 2的元素是

A ．稀有气体

B ．过渡元素

C ．主族元素

D ．稀土元素 1-3 下列离子中最外层电子数为8的是

A ．Ga 3＋

B ．Ti 4＋

C ．Cu ＋

D ．Li ＋

第2题(8分) 铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂”（millennium catalysts ）。下面3种方法都可以合成它们：

① 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。 ② 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。 ③ 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。 2-1 合成的化合物的中文名称是 和 。

2-2 为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或实验式）是 和 。 第3题（4分）

2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X 和Y 。X 是用

高能48

Ca 撞击243

93Am 靶得到的。经过100微秒，X 发生α-衰变，得到Y 。然后Y 连续发生4次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db 的同位素。以X 和Y 的原子序数

为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X 和Y 的核反应方

程式。

第4题（11分）

离子液体是常温下呈液态的离子化合物，已知品种几十种，是一类“绿色溶剂”。据2002年4月的一篇报道，最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验，结果如下表所示：向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%（质量）的水，纤维素会从离子液体中析出而再生；再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近；纤维素分子是葡萄糖（C 6H 12O 6）的缩合高分子，可粗略地表示如下图，它们以平行成束的高级结构形成纤维；葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构；纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出，基本结构不变。

n ＝400～1000

Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 1.008 Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In

Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H

Li Be

B C N O F Na Mg

Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu - 6.941 9.012 22.99 24.31

39.10 40.08 85.47 87.62 132.9 137.3 [223] [226] 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 63.55 58.69 65.39 10.81 26.98 69.72 12.01 28.09 72.61 114.8 204.4 118.7 207.2 112.4 200.6 107.9 197.0 106.4 195.1 102.9 192.2 101.1 190.2 98.91 186.2 95.94 183.9 92.91 180.9 91.22 178.5 88.91 14.01 16.00 19.00 30.97 74.92 121.8 209.0 32.07 78.96 127.6 [210] [210] [210 ]

126.9 79.90 35.45 4.003

20.18

39.95 83.80

131.3

[222] He

Ne Ar Kr Xe Rn 元素周期表

Rf Db Sg Bh Hs Mt La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr