Question

現(xiàn)有五種元素，其中A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大，且原子序數(shù)都不超過36．請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A 基態(tài)原子有3個(gè)能級，各能級中電子數(shù)相等

B 基態(tài)原子核外有13種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子

C與B處于同一周期，且原子在該周期中電負(fù)性最大

D D4+的核外電子排布與氬原子相同

E 是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素

（1）A元素的一種同素異形體呈單層狀，科學(xué)家形象的稱它為“石墨烯”，其部分結(jié)構(gòu)如圖甲，圖中每個(gè)正六邊形的面積約為5.24×10^-20m²，則12g石墨烯的面積約為m²（保留3位有效數(shù)字）
（2）D的基態(tài)原子核外價(jià)層電子排布式

 

，DCl₃?6H₂O有三種不同顏色的同分異構(gòu)體，取其中的一種暗綠色的同分異構(gòu)體0.0100mol配成溶液，滴加足量硝酸銀溶液后得到2.87g沉淀，則該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)為

 

．A．[D（H₂O）₅]Cl₃  B．[D（H₂O）₅Cl]Cl₂?H₂O  C．[D（H₂O）₄ Cl₂]Cl?2H₂O
（3）C元素+5價(jià)的原子與-2價(jià)的氧原子形成一種-1價(jià)的陰離子X中心原子的雜化方式為

 

，X的空間結(jié)構(gòu)為

 

．
（4）請把B以及B同周期且原子序數(shù)比B小的原子按第一電離能從大到小的順序排列：

 

（用相應(yīng)的元素符號表示）．
（5）單質(zhì)E晶體中原子的堆積方式如圖乙所示，其晶胞特征如圖丙所示．若E原子半徑為acm，該晶體的密度為

 

g．cm^-3（只列出計(jì)算式，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A 基態(tài)原子有3個(gè)能級，各能級中電子數(shù)相等，電子排布為1s²2s²2p²，為C元素；B 基態(tài)原子核外有13種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，為Al元素；C 與B處于同一周期，且原子在該周期中電負(fù)性最大，為Cl元素； D⁴⁺的核外電子排布與氬原子相同，D應(yīng)為Ti；E 是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素，為Cu，結(jié)合對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求解答該題．

解答： 解：A 基態(tài)原子有3個(gè)能級，各能級中電子數(shù)相等，電子排布為1s²2s²2p²，為C元素；B 基態(tài)原子核外有13種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，為Al元素；C 與B處于同一周期，且原子在該周期中電負(fù)性最大，為Cl元素； D⁴⁺的核外電子排布與氬原子相同，D應(yīng)為Ti；E 是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素，為Cu，
（1）利用均攤法算出每個(gè)六邊形實(shí)際占有碳原子的個(gè)數(shù)為6×

1

3

=2，所以，12g石墨烯（即1mol）實(shí)際占有的六邊形的個(gè)數(shù)為

1

2

，所以算得石墨烯的面積為

1

2

×6.02×10²³×5.24×10^-20m²=1.58×10⁴m²，故答案為：1.58×10⁴；
（2）D為Ti，位于周期表第四周期、ⅣB族，基態(tài)原子核外價(jià)層電子排布式為3d²4s²，n（AgCl）=

2.87g

143.5g/mol

=0.02mol，則1molTiCl₃?6H₂O可電離出2molCl^-，只有B符合，
故答案為：3d²4s²；B；
（3）Cl元素+5價(jià)的原子與-2價(jià)的氧原子形成一種-1價(jià)的陰離子為ClO₃^-，Cl形成3個(gè)δ鍵，孤電子對數(shù)為

7+1-3×2

2

=1，應(yīng)為sp³雜化，為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（4）B為Al，同周期原子序數(shù)比Al小的有Na、Mg，同周期元素第一電離能從左到右逐漸增大，因Mg最外層為飽和結(jié)構(gòu)，則第一電離能大于Al，所以順序?yàn)镸g＞Al＞Na，故答案為：Mg＞Al＞Na；
（5）Cu原子半徑為acm，則晶胞邊長=2

2

acm，晶胞體積V=（2

2

acm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，ρ=

m

V

=

M NA ×4

V

=

64 NA ×4

(2 2 a)3

g/cm³=

64×4

(2 2 a)3NA

g/cm³，
故答案為：

64×4

(2 2 a)3NA

．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及晶胞的計(jì)算、雜化方式的判斷、離子空間構(gòu)型的判斷等知識點(diǎn)，根據(jù)密度公式、價(jià)層電子對互斥理論等知識點(diǎn)來分析解答，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算．