Question

19．前36號(hào)元素A、B、C、D的核電荷數(shù)依次增大．第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，C最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的三倍．D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均全充滿．請(qǐng)回答下列問題：
（1）A、B、C第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N；基態(tài)D原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s¹．
（2）BC₃^-的空間構(gòu)型為平面三角形．
（3）1molAB^-中含有的π鍵數(shù)目為2N_A個(gè)．
（4）已知鑭鎳合金LaNi_n晶胞（結(jié)構(gòu)如圖）體積為9.0×10^-23cm³，儲(chǔ)氫后形成LaNi_nH_3.5合金（晶胞體積不變，則n=5；氫在合金中的密度為0.065g/cm²（保留小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)字）．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，C最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的三倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素；第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍，故原子核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，結(jié)合（3）能與N元素形成陰離子（AN^-），故A為C元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，是29號(hào)Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D都是前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，C最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的三倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素；第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍，故原子核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，結(jié)合（3）能與N元素形成陰離子（AN^-），故A為C元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，是29號(hào)Cu元素．
（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N；
D的原子序數(shù)是29，為Cu元素，其原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，價(jià)電子排布式為：3d¹⁰4s¹，
故答案為：C＜O＜N；3d¹⁰4s¹；
（2）NO₃^-中N原子形成3個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，則應(yīng)為平面三角形，
故答案為：平面三角形；
（3）將CN^-中C原子及1個(gè)負(fù)電荷換成1個(gè)N原子，可得的等電子體N₂，等電子體結(jié)構(gòu)相似，CN^-中形成C≡N三鍵，1個(gè)CN^-含有2個(gè)π鍵，故1mol CN^-中含有的π鍵個(gè)數(shù)為2N_A，
故答案為：2N_A；
（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，La原子處于頂點(diǎn)，晶胞中含有La原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子處于晶胞內(nèi)部與面上、面心，晶胞中Cu數(shù)目為1+4×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{2}$=5，故該合金中La和Ni的原子個(gè)數(shù)比為1：5，故n=5，
晶胞中擁有3.5個(gè)H原子，氫在合金中的密度為$\frac{\frac{3.5}{6.02×1{0}^{23}}g}{9.0×1{0}^{-23}c{m}^{3}}$=0.065g/cm³，
故答案為：5；0.065g/cm³．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電離能、分子構(gòu)型、核外電子排布規(guī)律、等電子體原理應(yīng)用、晶胞計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的綜合考查，側(cè)重對(duì)知識(shí)遷移的運(yùn)用、分析解決問題的能力考查，注意同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA和第IIIA族、第VA族和第VIA族之間異常．