Question

11．A、B、C、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)性最小的元素．已知：A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個(gè)；C原子的第一至第四電離能為I₁=738kJ/mol，I₂=1451kJ/mol，I₃=7733kJ/mol，I₄=10540kJ/mol；D原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿；E元素的族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4；
（1）寫出E元素在周期表位置：第三周期第ⅦA族；D元素的原子的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p³．
（2）某同學(xué)根據(jù)題目信息和掌握的知識(shí)分析C的核外電子排布為

該同學(xué)所畫的軌道式違背了能量最低原理．
（3）已知BA₅為離子化合物，寫出其電子式：．
（4）DE₃中心原子雜化方式為sp³，其空間構(gòu)型為三角錐形．
（5）某金屬晶體中原子堆積方式如圖甲，晶胞特征如圖乙，原子相對(duì)位置關(guān)系如圖丙，則晶胞中該原子配位數(shù)為12；空間利用率為74%；該晶體的密度為$\frac{{\sqrt{2}M}}{{8{a^3}N_A}}$g/cm³．（已知該金屬相對(duì)原子質(zhì)量為m，原子半徑為a cm）

Answer 1

分析 A、B、C、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則F為K元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，則A為H元素；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個(gè)，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則B為N元素；C原子第三電離能劇增，原子最外層有2個(gè)電子，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg；D原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿，處于VA族，原子序數(shù)大于Mg，故D為P元素；E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則F為K元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，則A為H元素；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個(gè)，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則B為N元素；C原子第三電離能劇增，原子最外層有2個(gè)電子，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg；D原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿，處于VA族，原子序數(shù)大于Mg，故D為P元素；E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素．
（1）E為Cl元素，在周期表位置：第三周期第ⅦA族；D為P元素，原子的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案為：第三周期第ⅦA族；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布為，該同學(xué)所畫的電子排布圖中3s能級(jí)未填充滿，就填充能量更高的3p能級(jí)，違背了能量最低原理，
故答案為：能量最低原理；
（3）NH₅為離子化合物，是由NH₄⁺與H^-兩種粒構(gòu)成，電子式為，
故答案為：；
（4）PCl₃中心原子P原子成3個(gè)σ鍵，P原子價(jià)層電子對(duì)是為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，含有1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，雜化方式為sp³，其空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（5）由圖可知，晶胞為面心立方堆積，以頂點(diǎn)的原子分析，位于面心的原子與之相鄰，1個(gè)頂點(diǎn)原子處在12個(gè)面上，故配位數(shù)為12；
晶胞中原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，原子半徑為acm，則晶胞中原子總體積=4×$\frac{4}{3}$πa³ cm³，由圖丙可知，正方形對(duì)角線長(zhǎng)度為4a cm，故立方體的棱長(zhǎng)為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4a cm=2$\sqrt{2}$a cm，晶胞體積為（2$\sqrt{2}$a cm）³=16$\sqrt{2}$a³ cm³，故空間利用率為$\frac{4×\frac{4}{3}×3.14×{a}^{3}}{16\sqrt{2}{a}^{3}}$×100%=74%；
該金屬相對(duì)原子質(zhì)量為m，則晶胞的質(zhì)量=4×$\frac{m}{{N}_{A}}$g，故晶體的密度=4×$\frac{m}{{N}_{A}}$g÷16$\sqrt{2}$a³ cm³=$\frac{{\sqrt{2}M}}{{8{a^3}N_A}}$g/cm³，
故答案為：12；74%；$\frac{{\sqrt{2}M}}{{8{a^3}N_A}}$g/cm³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)與位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、電子式、雜化軌道理論、分子結(jié)構(gòu)、晶胞計(jì)算等，綜合性較大，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)計(jì)算能力與空間想象力，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握．