Question

9．A、B、D、E、G、M六種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．其中，元素A的一種核素?zé)o中子，B的單質(zhì)既有分子晶體又有原子晶體，化合物DE₂為紅棕色氣體，G是前四周期中電負(fù)性最小的元素，M的原子核外電子數(shù)比G多10．
請回答下列問題：
（1）基態(tài)G原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，M在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，元素B、D、E的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C（用元素符號表示）．
（2）元素A和E組成的陽離子空間構(gòu)型為三角錐形；化合物ABD的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，其中B原子的雜化方式為sp．
（3）G、M的晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，這兩種晶胞中原子的配位數(shù)之比為2：3．若晶體M密度為8.9 g•cm^-3，則M的晶胞邊長是$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$cm（不必計(jì)算出結(jié)果）．

Answer 1

分析 A、B、D、E、G、M六種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．其中元素A的一種核素?zé)o中子，則A為H元素；B的單質(zhì)既有分子晶體又有原子晶體，則B為碳元素；化合物DE₂為紅棕色氣體，則D為N元素、E為O元素；G是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則G為K元素；M的原子核外電子數(shù)比G多10，則M為Cu．

解答 解：A、B、D、E、G、M六種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．其中元素A的一種核素?zé)o中子，則A為H元素；B的單質(zhì)既有分子晶體又有原子晶體，則B為碳元素；化合物DE₂為紅棕色氣體，則D為N元素、E為O元素；G是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則G為K元素；M的原子核外電子數(shù)比G多10，則M為Cu．
（1）基態(tài)K原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，M為Cu，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，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2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N＞O＞C，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹；第四周期第ⅠB族；N＞O＞C；
（2）元素A和E組成的陽離子為H₃O⁺，O原子含有孤電子對為1，價(jià)層電子對數(shù)為3+1=4，故為三角錐形結(jié)構(gòu)，化合物HCN的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，其中C原子雜化軌道數(shù)目為2，雜化方式為sp雜化，
故答案為：三角錐形；H-C≡N；sp雜化；
（3）G晶胞中原子配位數(shù)為8，M晶胞中以頂點(diǎn)原子研究，與之最近的原子屬于面心，配位數(shù)為$\frac{3×8}{2}$=12，這兩種晶胞中原子的配位數(shù)之比為8：12=2：3，
Cu的晶胞中原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g，若晶體密度為8.9 g•cm^-3，則晶胞體積為4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g÷8.9 g•cm^-3=$\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}$cm³，則M的晶胞邊長是$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$cm，
故答案為：2：3；$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、空間構(gòu)型與雜化方式判斷、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，理解掌握同周期元素第一電離能異常情況．