Question

16．A、B、C、D是元素周期表中前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，C是地殼中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿．請(qǐng)回答下列問題：
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序是C＜O＜N（用對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）；基態(tài)D原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分子中，其中心原子采取SP²雜化；BC${\;}_{3}^{-}$的空間構(gòu)型為平面三角形（用文字描述）．
（3）1mol AB^-中含有的π鍵數(shù)目為2N_A．
（4）如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和D的原子個(gè)數(shù)比是1：5．
（5）鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XY_n，它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力．已知鑭鎳合金LaNi_n晶胞體積為9.0×10^-23  cm³，儲(chǔ)氫后形成LaNi_nH_4.5合金（氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變），則LaNi_n中n=5（填數(shù)值）；氫在合金中的密度為0.083g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D是元素周期表中前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，則A為C原子； C是地殼中含量最多的元素，則C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)且核電荷數(shù)介于A與C之間，因此B為N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，則D為Cu元素．據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D是元素周期表中前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，則A為C原子； C是地殼中含量最多的元素，則C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)且核電荷數(shù)介于A與C之間，因此B為N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，則D為Cu元素．
（1）同一周期，從左往右，隨著核電荷數(shù)的增大，第一電離能不斷增大，但ⅡA族、ⅤA族的第一電離能大于其相鄰元素，因此C、N、O第一電離能由小到大的順序是＜O＜N；D原子為29號(hào)Cu原子，因此基態(tài)D原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：C＜O＜N；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H₂CO₃，該分子的中心原子C原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，且不含有孤對(duì)電子，因此采取的是SP²雜化；BC${\;}_{3}^{-}$為NO₃^-，空間構(gòu)型為平面三角形；
故答案為：SP²；平面三角形；
（3）由于CN^-與N₂互為等電子體，1mol N₂中含有2molπ鍵，則1mol CN^-中含有的π鍵數(shù)目為2N_A；
故答案為：2N_A；
（4）根據(jù)合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，該晶胞中Ca原子個(gè)數(shù)為$8×\frac{1}{8}=1$，Cu原子個(gè)數(shù)為$8×\frac{1}{2}+1=5$，則Ca和Cu原子的個(gè)數(shù)比為1：5；
故答案為：1：5；
（5）Ca、Cu合金化學(xué)式為CaCu₅，由于鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XY_n，所以該鑭鎳合金中的n=5；氫在合金中的密度為：
$ρ=\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{V}=\frac{\frac{45}{6.02×1{0}^{23}}}{9.0×1{0}^{23}}g•c{m}^{-3}=0.083g•c{m}^{-3}$．
故答案為：5；0.083 g•cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了元素電離能、原子軌道雜化方式與類型的判斷、原子核外電子的排布以及晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目綜合性較強(qiáng)，注意根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)來分析解答，題目難度中等．