Question

20．現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請根據下列相關信息，回答問題．

A元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1

B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期

C原子核外所有p軌道全滿或半滿

D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4

E是前四周期中電負性最小的元素

F在周期表的第七列

（1）A基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈紡錘形形．
（2）某同學根據上述信息，所畫的B電子排布圖如圖，違背了泡利不相容泡利原理．
（3）F位于第三周期第ⅦB族d區(qū)，其基態(tài)原子有25種運動狀態(tài)．
（4）CD₃中心原子的雜化方式為sp³，用價層電子對互斥理論推測其分子空間構型為三角錐形，檢驗E元素的方法是焰色反應．
（5）若某金屬單質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系的平面圖如圖丙所示．則晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的面心立方堆積．若已知該金屬的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，金屬的相對原子質量為M，則該晶體的密度為$\frac{M}{4\sqrt{2}i6egec4^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（用字母表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結合原子序數(shù)可知，價電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結合原子序數(shù)可知，價電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，
（1）A為N，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個方向，p軌道為紡錘形，
故答案為：3；紡錘形；
（2）由泡利原理可知，電子在同一軌道內的自旋方向應相反，B基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個電子自旋方向相同，則違反了泡利不相容原理，
故答案為：泡利不相容泡利；
（3）F為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區(qū)，核外電子數(shù)為25，有25種運動狀態(tài)不同的電子，
故答案為：第三周期第ⅦB；d；25；
（4）PCl₃中P原子孤電子對數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則為sp³雜化，空間構型為三角錐形，F(xiàn)為K，檢驗K元素應利用焰色反應，
故答案為：sp³；三角錐形；焰色反應；
（5）由晶胞結構可知，以頂點原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個頂點原子為12個面共用，故晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積，結合丙圖可知，晶胞的邊長為 $\frac{\sqrt{2}}{2}$×4d=2$\sqrt{2}$d，所以晶胞的體積為（2$\sqrt{2}$d）³，根據均攤法可知，每個晶胞中含有的原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以晶胞的密度為$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{（{2\sqrt{2}d）}^{3}}$=$\frac{M}{4\sqrt{2}kk4mqwk^{3}{N}_{A}}$，
故答案為：12；面心立方堆積； $\frac{M}{4\sqrt{2}aw8wsgq^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查位置、結構、性質的關系及其應用，難度中等，注意原子結構知識在元素推斷中的重要性，學生應熟悉電子的排布、空間構型、雜化等知識點，識記中學常見的晶胞結構．