Question

10．下表為元素周期表的一部分．請回答下列問題：

（1）上述元素中，屬于s區(qū)的是H、Mg、Ca （填元素符號(hào)）．
（2）寫出元素⑨的基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖．
（3）元素的第一電離能：③大于④（選填“大于”或“小于”）．
（4）元素③氣態(tài)氫化物的VSEPR模型為四面體；該分子為極性分子（選填“極性”或“非極性”）．向硫酸銅溶液中逐滴加入其水溶液，可觀察到的現(xiàn)象為先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得深藍(lán)色溶液．
（5）元素⑥的單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．若已知⑥的原子半徑為dcm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，元素⑥的相對(duì)原子質(zhì)量為M，請回答：晶胞中⑥原子的配位數(shù)為12，該晶體的密度為$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)元素在周期表中的位置知，①～⑨分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Cr元素，
（1）上述元素中，屬于s區(qū)的元素位于第I、IIA族；
（2）元素⑨是Cr元素，其基態(tài)原子價(jià)電子為3d、4s能級(jí)上電子，3d、4s能級(jí)上分別含有5、1個(gè)電子；
（3）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素；
（4）元素③氣態(tài)氫化物是氨氣，氨氣分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其VSEPR模型；正負(fù)電荷重心重合的分子是非極性分子，不重合的分子是極性分子；
硫酸銅和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，當(dāng)氨水過量時(shí)，氫氧化銅和一水合氨反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物；
（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，該原子配位數(shù)=3×8÷2；晶胞棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}×4dcm$=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞體積=（2$\sqrt{2}$dcm）³，該晶胞中原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：根據(jù)元素在周期表中的位置知，①～⑨分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Cr元素，
（1）上述元素中，屬于s區(qū)的元素位于第I、IIA族，所以位于s區(qū)的元素是H、Mg、Ca，故答案為：H、Mg、Ca；
（2）元素⑨是Cr元素，其基態(tài)原子價(jià)電子為3d、4s能級(jí)上電子，3d、4s能級(jí)上分別含有5、1個(gè)電子，所以其價(jià)電子排布圖為，
故答案為：；
（3）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能N＞O，故答案為：大于；
（4）元素③氣態(tài)氫化物是氨氣，氨氣分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其VSEPR模型為四面體形；正負(fù)電荷重心重合的分子是非極性分子，不重合的分子是極性分子，氨氣分子正負(fù)電荷重心不重合，為極性分子；
硫酸銅和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，當(dāng)氨水過量時(shí)，氫氧化銅和一水合氨反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物，所以看到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得深藍(lán)色溶液，
故答案為：四面體；極性；先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得深藍(lán)色溶液；
（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，該原子配位數(shù)=3×8÷2=12；晶胞棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}×4dcm$=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞體積=（2$\sqrt{2}$dcm）³，該晶胞中原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（2\sqrt{2}d）^{3}}$=$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}}$，
故答案為：12；$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，涉及晶胞計(jì)算、配合物、分子空間構(gòu)型、原子核外電子排布、電離能等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是高頻考點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞及配位數(shù)的計(jì)算．