Question

在元素周期表前四周期中原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A與其余五種元素既不同周期也不同主族，第二周期元素B原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，C原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，E的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多，F(xiàn)元素的基態(tài)原子最外能層只有一個電子，其它能層均已充滿電子．
（1）基態(tài)E原子的價電子排布圖為

 

．
（2）B、C、D三元素第一電離能由小到大的順序為（用元素符號表示）

 

；
（3）B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分子中，其中心原子雜化軌道的類型為

 

雜化；CA₄⁺的空間構(gòu)型為

 

（用文字描述）．
（4）C的單質(zhì)與化合物BD是等電子體，寫出化合物BD的電子式

 

；1mol BC^-中含有π鍵的數(shù)目為

 

．
（5）已知D、F能形成一種化合物，其晶胞的結(jié)構(gòu)如右圖所示，則該化合物的化學(xué)式為（用元素符號表示）

 

；若相鄰D原子和F原子間的距離為a cm，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，則該晶體的密度為

 

g/cm³（用含a、N_A的符號表示）．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,元素電離能、電負性的含義及應(yīng)用,晶胞的計算

專題：

分析：在前四周期中原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，第二周期元素B原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，則B核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，而A與其余五種元素既不同周期也不同主族，則A只能處于第一周期，故A為H元素，則B為碳元素；D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，即核外有8個電子，故D為O元素；C原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，外圍電子排布為ns²np³，處于VA族，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則E為Cr；F原子序數(shù)等于Cr，處于第四周期，F(xiàn)元素的基態(tài)原子最外能層只有一個電子，其它能層均已充滿電子，則核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故F為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：在前四周期中原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，第二周期元素B原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，則B核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，而A與其余五種元素既不同周期也不同主族，則A只能處于第一周期，故A為H元素，則B為碳元素；D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，即核外有8個電子，故D為O元素；C原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，外圍電子排布為ns²np³，處于VA族，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則E為Cr；F原子序數(shù)等于Cr，處于第四周期，F(xiàn)元素的基態(tài)原子最外能層只有一個電子，其它能層均已充滿電子，則核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故F為Cu，
（1）E為鉻元素，基態(tài)E原子的價電子排布為3d⁵4s¹，價電子排布圖為，故答案為：；
（2）C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(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）B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H₂CO₃，結(jié)構(gòu)簡式為，分子中C原子成3個σ鍵、沒有孤電子對，其中心C原子雜化軌道的類型為sp² 雜化；NH₄⁺的空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：sp²；正四面體；
（4）N₂與化合物CO是等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，CO分子中C原子與O原子之間形成三對共用電子對，故CO的電子式為，CN^-與N₂也互為等電子體，CN^-中C原子與N原子之間形成3對共用電子對，故1mol CN^-中含有π鍵的數(shù)目為3N_A，故答案為：；3N_A；
（5）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有氧原子數(shù)為1+8×

1

2

=2，銅原子數(shù)為4，所以該化合物的化學(xué)式為Cu₂O，晶胞質(zhì)量為（4×

64

NA

+2×

16

NA

）g，若相鄰氧原子和銅原子間的距離為a cm，則晶胞的體對角線為4acm，所以邊長為

4a

3

cm，所以體積為（

4a

3

）³cm³，該晶體的密度為

(4× 64 NA +2× 16 NA )g

( 4a 3 )3cm3

=

27 3

2NAa3

g/cm³，
故答案為：Cu₂O；

27 3

2NAa3

．

點評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化軌道、等電子體、晶胞的計算等，中等難度，元素推斷是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，（5）中注意利用均攤法計算晶胞質(zhì)量．