Question

已知A、B、C、D、E、F為周期表前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素．其中A是元素周期表中原子半徑最小的元素，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍．D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)是D的2倍．F元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位．回答下列問題：
（1）F元素價層電子排布式為

 

．
（2）關(guān)于B₂A₂的下列說法中正確的是

 

A．B₂A₂ 中的所有原子都滿足8電子結(jié)構(gòu)
B．每個B₂A₂分子中 σ鍵和π鍵數(shù)目比為1：1
C．B₂A₂ 是由極性鍵和非極性鍵形成的非極性分子
D．B₂A₂分子中的A-B鍵屬于s-spσ鍵
（3）B和D形成的一種三原子分子與C和D形成的一種化合物互為等電子體，則滿足上述條件的B和D形成的化合物的結(jié)構(gòu)式為

 

（4）C元素原子的第一電離能比B、D兩元素原子的第一電離能都高的 主要原因是

 

（5）D的氫化物比E的氫化物沸點高，其主要原因是

 

；E的氫化物的價層電子對互斥模型為

 

，E原子的雜化方式為

 

．
（6）F單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，即面心立方堆積和體心立方堆積，其晶胞的棱邊長分別為a cm、b cm，則F單質(zhì)的這兩種晶體密度之比為

 

，F(xiàn)原子的配位數(shù)之比為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：

分析：已知A、B、C、D、E、F為周期表前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素．其中A是元素周期表中原子半徑最小的元素，A為氫元素，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，B有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素，D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)為D的2倍，D為氧元素，E為硫元素，故C為氮元素，F(xiàn)元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位，F(xiàn)為Fe元素，
（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫Fe元素價層電子排布式；
（2）B₂A₂為C₂H₂，分子中H原子不滿足8電子結(jié)構(gòu)，含有2個C-H鍵、1個C≡C三鍵，單鍵為σ鍵，三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵．C-H為極性鍵，C≡C三鍵是非極性鍵，為對稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子．分子中C原子采取sp雜化，故C-H鍵為s-spσ鍵．
（3）B和D形成的一種三原子分子與C和D形成的一種化合物互為等電子體，則為CO₂與N₂O，據(jù)此可寫出結(jié)構(gòu)式；
（4）N元素原子2p能級有3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，據(jù)此判斷；
（5）D的氫化物為H₂O，分子之間有氫鍵，E的氫化物為H₂S，分子之間沒有氫鍵，在H₂S分子中S原子成2個S-H鍵，含有2對孤電子對，價層電子對為4，據(jù)此答題；
（6）晶胞的體積V=r³（r為棱長），計算晶胞中含有Fe原子數(shù)目，Vρ=

56N

NA

（N代表晶胞中Fe原子數(shù)目），據(jù)此計算密度之比；
面心立方晶胞中，以頂點的Fe分析，與之最近的Fe原子位于面心上，每個Fe原子周圍有12個Fe原子，體心立方晶胞中以體心的Fe分析，與之最近的Fe原子處于頂點上，每個Fe原子周圍有8個Fe原子，據(jù)此解答．

解答： 解：已知A、B、C、D、E、F為周期表前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素．其中A是元素周期表中原子半徑最小的元素，A為氫元素，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，B有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素，D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)為D的2倍，D為氧元素，E為硫元素，故C為氮元素，F(xiàn)元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位，F(xiàn)為Fe元素，
（1）Fe元素是26號元素，價層電子排布式為3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
（2）B₂A₂為C₂H₂，
A、分子中H原子不滿足8電子結(jié)構(gòu)，故A錯誤；
B、含有2個C-H鍵、1個C≡C三鍵，單鍵為σ鍵，三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵，σ鍵與π鍵之比為3：2，故B錯誤；
C、C-H為極性鍵，C≡C三鍵是非極性鍵，為對稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子，故C正確；
D、分子中C原子采取sp雜化，故C-H鍵為s-spσ鍵，故D正確；
故答案為：CD；
（3）B和D形成的一種三原子分子與C和D形成的一種化合物互為等電子體，則為CO₂與N₂O，CO₂是直線型，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，故答案為：O=C=O；
（4）N元素原子2p能級有3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，較穩(wěn)定，失去第一的電子需要的能量比C、O多，故答案為：氮原子最外層電子排布為2s²2p³，2p³ 為半滿，能量低較穩(wěn)定，失去一個電子需要的能量高于碳和氧；
（5）D的氫化物為H₂O，分子之間有氫鍵，E的氫化物為H₂S，分子之間沒有氫鍵，H₂O分子間存在氫鍵較H₂S分子間的范德華力強(qiáng)，所以沸點高；在H₂S分子中S原子成2個S-H鍵，含有2對孤電子對，價層電子對為4，價層電子對互斥理論模型為四面體型，S原子的雜化方式為SP³雜化，
故答案為：H₂O分子間存在氫鍵較H₂S分子間的范德華力強(qiáng)；四面體；sp³；
（6）面心立方晶胞邊長為acm，體積V=a³，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故a³ρ（面心）=4×

56N

NA

，體心立方晶胞邊長為bcm，體積V=b³，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+1=2，故b³ρ（體心）=2×

56N

NA

，故ρ（面心）：ρ（體心）=2b³：a³；面心立方晶胞中每個Fe原子周圍有12個Fe原子，體心立方晶胞中每個Fe原子周圍有8個Fe原子，故Fe原子配位數(shù)之比為12：8=3：2，故答案為：2b³：a³；3：2．

點評：本題目綜合性較大，涉及核外電子排布規(guī)律、化學(xué)鍵、分子極性與空間結(jié)構(gòu)、電離能、價層電子對互斥理論、雜化軌道理論、電子式、晶胞計算，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合考查，難度中等，需要對知識全面掌握理解．