Question

13．A、B、C、D、E六種元素都在元素周期表的前四周期，原子序數(shù)依次增大．A原子L層的s、p電子數(shù)相等；B原子2p能級(jí)有兩對(duì)成對(duì)電子；C與A同主族；D的原子序數(shù)是A的原子序數(shù)與B的原子序數(shù)之和；E原子的M層和N層電子分別比F原子的M層和N層電子少4個(gè)、5個(gè)．試根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1 ）A的基態(tài)原子電子排布圖為，D原子的價(jià)層電子排布式為3s²3p³．
（2）A、C兩元素可組成最簡(jiǎn)式為CA的化合物，該化合物的晶體類型屬于原子晶體，其中A、C原子的雜化軌道類型為sp³雜化，鍵角是109°28′．
（3）B和F的氫化物中，沸點(diǎn)較髙的是HF（填氫化物的化學(xué)式）；C和D最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性較強(qiáng)的是H₃PO₄（填最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式）．
（4）D與F結(jié)合形成DF₃分子，該分子的空間構(gòu)型是三角錐形．
（5）已知單質(zhì)E的晶胞為體心立方堆積．則：
①該晶胞中含有E原子的數(shù)目為2個(gè)．
②寫出計(jì)算E的原子半徑的表達(dá)式r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{p{N}_{A}}}$（以cm表示，設(shè)E晶體的密度為pg/cm³，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示）

Answer 1

分析 A原子L層的s、p電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則A為C元素；B原子2p能級(jí)有兩對(duì)成對(duì)電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁵，則B為F元素；D的原子序數(shù)是A的原子序數(shù)與B的原子序數(shù)之和，D的原子序數(shù)為6+9=15，故D為P元素；C與A同主族，且C的原子序數(shù)小于磷，故C為Si；E原子的M層和N層電子分別比F原子的M層和N層電子少4個(gè)、5個(gè)，可知E原子外圍電子排布為3d⁶4s²、F原子外圍電子排布為4s²4p⁵，則E為Fe、F為Br．

解答 解：A原子L層的s、p電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則A為C元素；B原子2p能級(jí)有兩對(duì)成對(duì)電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁵，則B為F元素；D的原子序數(shù)是A的原子序數(shù)與B的原子序數(shù)之和，D的原子序數(shù)為6+9=15，故D為P元素；C與A同主族，且C的原子序數(shù)小于磷，故C為Si；E原子的M層和N層電子分別比F原子的M層和N層電子少4個(gè)、5個(gè)，可知E原子外圍電子排布為3d⁶4s²、F原子外圍電子排布為4s²4p⁵，則E為Fe、F為Br．
（1 ）A原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，基態(tài)原子電子排布圖為，D為P元素，原子的價(jià)層電子排布式為3s²3p³，
故答案為：；3s²3p³；
（2）A、C兩元素可組成最簡(jiǎn)式為SiC的化合物，該化合物的晶體類型屬于原子晶體，晶體中Si、C原子均形成4個(gè)Si-C，Si原子與周圍的4個(gè)C原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，Si、C原子的雜化軌道類型為sp³雜化，鍵角是109°28′，
故答案為：原子；sp³雜化；109°28′；
（3）B和F的氫化物分別為HF、HBr，HF分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于HBr的；C和D最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為硅酸、磷酸，P的非金屬性比Si的強(qiáng)，則H₃PO₄的酸性更強(qiáng)，
故答案為：HF；H₃PO₄；
（4）D與F結(jié)合形成PBr₃分子，P原子形成3個(gè)P-Br鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，該分子的空間構(gòu)型是三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（5）已知單質(zhì)E的晶胞為體心立方堆積．則：
①該晶胞中含有E原子的數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，故答案為：2；
②晶胞質(zhì)量為2×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，設(shè)算E的原子半徑為r cm，晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度為4r cm，棱長(zhǎng)為$\frac{4r}{\sqrt{3}}$ cm，晶體的密度為pg/cm³，則2×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=pg/cm³×（$\frac{4r}{\sqrt{3}}$ cm）³，解得r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{p{N}_{A}}}$，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{p{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、晶胞計(jì)算等，（5）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，關(guān)鍵是明確原子半徑與晶胞棱長(zhǎng)關(guān)系，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力．