Question

已知A、B、C、D、E、F、G為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，A原子的最外層中p軌道上的電子數(shù)等于前一電子層電子總數(shù)；A、B、C、D與E、F分別位于同一周期．C原子L層上有2對成對電子，EF、GC為電子數(shù)相同的離子晶體．請根據(jù)以上情況，回答下列問題：（答題時，用對應的元素符號表示）
（1）基態(tài)A原子的價層電子排布圖為，不符合

 

原理．
（2）A、B、C、D四種元素的電離能由大到小的順序

 

（3）含有元素E的鹽的焰色反應為

 

色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應，其原因是

 

（4）元素B與F可形成化合物BF₃，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷BF₃的空間構為

 

，分子中B原子的雜化方式為

 

雜化．
（5）G與D可形成離子化合物，其晶胞結構如圖所示：
G與D形成離子化合物的化學式為

 

；該離子化合物晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積是

 

（只要求列出算式）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A原子的最外層中p軌道上的電子數(shù)等于前一電子層電子總數(shù)，則A為碳元素，C原子L層上有2對成對電子，則C為氧元素，A、B、C、D原子序數(shù)依次增大，所以B為氮元素，A、B、C、D位于同一周期，則D為氟元素，EF、GC為電子數(shù)相同的離子晶體，E、F位于同一周期，且都是前四周期，原子序數(shù)大于D，所以E、F是第三周期元素，所以E為鈉元素，F(xiàn)為氯元素，G的原子序數(shù)大于F，EF、GC為電子數(shù)相同的離子晶體，所以G為鈣元素，據(jù)此答題．

解答： 解：A原子的最外層中p軌道上的電子數(shù)等于前一電子層電子總數(shù)，則A為碳元素，C原子L層上有2對成對電子，則C為氧元素，A、B、C、D原子序數(shù)依次增大，所以B為氮元素，A、B、C、D位于同一周期，則D為氟元素，EF、GC為電子數(shù)相同的離子晶體，E、F位于同一周期，且都是前四周期，原子序數(shù)大于D，所以E、F是第三周期元素，所以E為鈉元素，F(xiàn)為氯元素，G的原子序數(shù)大于F，EF、GC為電子數(shù)相同的離子晶體，所以G為鈣元素，
（1）根據(jù)能量最低原理，2s軌道的能量低于2p軌道，所以電子先排滿2s軌道，才能排2p軌道，所以該電子排布式違背了能量最低原理，故答案為：能量最低原理；
（2）A、B、C、D分別為C、N、O、F，根據(jù)元素周期律，同周期元素從左向右，第一電離逐漸增大，但第ⅡA族和第ⅤA族由于最外層處于全滿和半滿狀態(tài)，第一電離能高于相鄰族的元素，在同一主族中，從上向下第一電離能逐漸減小，所以它們的第一電離能順序為F＞N＞O＞C，故答案為：F＞N＞O＞C；
（3）E為鈉元素，所以E的鹽的焰色反應為黃色，金屬鹽可以發(fā)生焰色反應的原因是當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子．電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放能量，
故答案為：黃；當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子．電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放能量；
（4）化合物BF₃為NCl₃，中心原子氮的價層電子對數(shù)為

5+3

2

=4，所以氮原子按sp³方式雜化，其中氮原子有一對孤電子對，所以NCl₃的分子空間構型為三角錐形，
故答案為：三角錐形；sp³；
（5）G為鈣元素，D為氟元素，它們形成離子化合物的化學式為CaF₂，根據(jù)晶胞結構圖可知，每個晶胞中含有鈣離子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，氟離子數(shù)為8，
根據(jù)密度a=

4×(40+2×19) NA

V

，可得晶胞體積為V=

4×78g/mol

ag/cm3×6.02×1023mol-1

，故答案為：CaF₂；

4×78g/mol

ag/cm3×6.02×1023mol-1

．

點評：本題主要考查了核外電子排布規(guī)律、焰色反應、分子空間構型、晶胞的計算等知識點，中等難度，解題的關鍵在于根據(jù)元素周期表和原子結構確定元素的種類．