Question

已知A、B、C、D均是元素周期表中前36號中的元素，其原于序數(shù)依次遞增，其他相關結構或性質信息如表．

元素	結構或性質信息
A	原子核外有一個未成對電子，其氫化物與水分子間能形成氫鍵
B	原子核外M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍
C	是使用最為廣泛的合金的主要成分
D	原子各內層電子均已飽和，最外層電子數(shù)為1

請根據(jù)信息回答有關問題：
（1）C元素在周期表中的位置為

 

，D元素原子的外圍電子排布式為

 

（2）用氫鍵表示式寫出A的氫化物水溶液中存在的所有氫鍵

 

．
（3）A與氧可形成原子個數(shù)比為2：1的三原子分子，其中氧的化合價為

 

，氧原子雜化類型與下列分子的中心原子雜化類型相同的是

 

a．CO₂      b．SO₂    c．NH₃       d．CH₄
（4）A、B可形成離子化合物，其晶胞結構如圖甲所示，則晶胞中B離子的個數(shù)為

 

，與B離子最近且等距的A離子的個數(shù)為

 

．
（5）1183K以下C晶體的晶胞如圖乙中圖1，而1183K以上則轉變?yōu)閳D2，在兩種晶胞中最鄰近的C原子間距離相同，則圖1、圖2所示兩種晶中原子的空間利用率之比為

 

（可用根號表示）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：

分析：原子核外有一個未成對電子，其氫化物與水分子間能形成氫鍵，則A為F；
原子核外M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，M層為8個電子，N層為2個電子，則B為Mg；
是使用最為廣泛的合金的主要成分是鐵，則C為Fe；
原子各內層電子均已飽和，最外層電子數(shù)為1，且原于序數(shù)大于Fe，則D為Cu，以此分析．

解答： 解：原子核外有一個未成對電子，其氫化物與水分子間能形成氫鍵，則A為F；
原子核外M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，M層為8個電子，N層為2個電子，則B為Mg；
是使用最為廣泛的合金的主要成分是鐵，則C為Fe；
原子各內層電子均已飽和，最外層電子數(shù)為1，且原于序數(shù)大于Fe，則D為Cu，
（1）Fe位于元素周期表的第四周期，第Ⅷ族，Cu原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，
故答案為：第四周期Ⅷ族；3d¹⁰4s¹；
（2）HF水溶液中存在的所有氫鍵為：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O，
故答案為：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O；
（3）F與氧可形成原子個數(shù)比為2：1的三原子分子OF₂，F(xiàn)的電負性大于O，因此F為-1價，O為+2價，O的價層電子對數(shù)為2+

1

2

（6-2×1）=4，雜化類型為sp³，
a、CO₂中C原子含有2個σ鍵，不含孤電子對，所以C原子采用sp雜化；
b、SO₂中S原子含有2個σ鍵，含1個孤電子對，所以S原子采取sp²雜化；
c、NH₃中價層電子對個數(shù)=3+

1

2

（5-3×1）=4，所以N原子采用sp³雜化；
d、CH₄中價層電子對個數(shù)=4+

1

2

×（4-4×1）=4，所以C原子采用sp³雜化；
故答案為：+2；cd；
（4）A、B可形成離子化合物是MgF₂，由晶胞結構可知，白代表鎂離子，鎂離子的個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑球為F^-，個數(shù)為8×1=8，由面心的鎂離子可以看出與鎂離子最近且等距的F^-的個數(shù)為4×2=8，
故答案為：4；8；
（5）圖1為體心立方晶胞，原子的空間利用率為68%，圖2為面心立方晶胞，原子的空間利用率為74%，則圖1、圖2所示兩種晶中原子的空間利用率之比為68%：74%，
故答案為：68%：74%．

點評：本題考查了元素位-構-性的關系，涉及元素推斷、核外電子排布、氫鍵、雜化類型、晶胞的計算等知識點，綜合性較強，難度較大，元素推斷為解題的前提，熟練掌握物質結構與性質的核心知識是解題的根本，注意不同堆積空間利用率的數(shù)值的記憶．