Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，B元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對電子．請回答下列問題：
（1）E²⁺離子的核外價(jià)層電子排布式為

 

．
（2）用元素符號(hào)表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的排序：

 

． 
（3）A元素與B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄，
①B₂A₄的結(jié)構(gòu)式為

 

．
②下列有關(guān)C₂A₄的說法，正確的是

 

（填字母）．
a．一個(gè)該分子中含有4個(gè)σ鍵
b．該分子可作為配位體形成配位鍵
c．該分子是極性分子
d.1mol該分子最多可形成4mol氫鍵
e．該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān)
f．該分子中C的雜化類型是sp³雜化
（4）B單質(zhì)的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示，E單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示．
①則圖中的單質(zhì)B的名稱為

 

．
②②圖甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)之比為

 

．
③E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣，欲比較ED與NaCl的晶格能大小，需考慮的數(shù)據(jù)是

 

．
（5）據(jù)最新資料顯示，F(xiàn)單質(zhì)的晶胞可能有多種，若其晶胞分別以六方緊密堆積和面心立方堆積存在，其單質(zhì)的密度之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，則A為H元素；B元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，B原子只能有2個(gè)電子層，其價(jià)電子總數(shù)為4，故B為碳元素；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則D為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對電子，可推知E為Fe、F為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，則A為H元素；B元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，B原子只能有2個(gè)電子層，其價(jià)電子總數(shù)為4，故B為碳元素；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則D為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對電子，可推知E為Fe、F為Cu，
（1）E為Fe元素，原子核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子的核外價(jià)層電子排布式為3d⁶4s²，則Fe²⁺離子的核外價(jià)層電子排布式為3d⁶，
故答案為：3d⁶；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（3）H元素與C、N元素可形成化合物C₂H₄、N₂H₄，
①C₂H₄中C原子之間形成2對共用電子對，C原子與H原子之間形成1對共用電子對，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；
②N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，
a．單鍵為σ鍵，一個(gè)該分子中含有5個(gè)σ鍵，故a錯(cuò)誤；
b．該分子中N原子含有孤對電子，可作為配位體形成配位鍵，故b正確；
c．該分子為對稱結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷重心重合，是非極性分子，故c錯(cuò)誤；
d．該分子中4個(gè)H原子可以另外分子的N原子之間形成4個(gè)氫鍵，2個(gè)N原子與分別與其它分子中H原子之間形成2個(gè)氫鍵，故1mol該分子最多可形成6mol氫鍵，故d錯(cuò)誤；
e．氫鍵不能影響化學(xué)性質(zhì)，該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān)，故e正確；
f．該分子中N原子成3個(gè)σ鍵、含有1對孤對電子，N的原子軌道是sp³雜化，故f正確；
故答案為：bef；
（4）圖中甲為金剛石的晶胞，圖甲中C原子的配位數(shù)為4，圖乙中E原子的配位數(shù)為8，則甲、乙中配位數(shù)之比為4：8=1：2．晶體晶格能與離子半徑及離子所帶電荷數(shù)，
故答案為：金剛石；1：2；離子半徑及離子所帶電荷數(shù)；
（5）六方緊密堆積和面心立方堆積都是密置層的堆積，原子空間利用率相同，其單質(zhì)的密度也相同，故密度之比為1：1，故答案為：1：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞結(jié)構(gòu)等，難度中等，（4）中金剛石晶胞沒有畫出晶胞結(jié)構(gòu)，增大難度，對學(xué)生的空間想象有一定的要求，注意識(shí)記中學(xué)常見的晶胞結(jié)構(gòu)，（5）中注意利用堆積形式進(jìn)行解答．