Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大的五種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍；C元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)電子； E元素與D元素在同周期相鄰的族，原子序數(shù)相差3，且E元素沒(méi)有在d區(qū)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）B、C兩種元素的第一電離能較大的是

 

（用元素符號(hào)表示），試解釋其原因

 

．
（2）D元素原子的價(jià)層電子排布圖為：

 

．D元素形成的單質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1中

 

所示，E元素形成的單質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1中

 

所示．
（3）A元素與氫元素能形成種類繁多的化合物，其中同時(shí)含sp雜化、sp²雜化、sp³雜化且相對(duì)分子質(zhì)量最小的穩(wěn)定化合物的化學(xué)式為

 

．
（4）另有一種元素X，已知A與X的原子序數(shù)之和為10，用陰離子樹(shù)脂交換法可提取一種組成元素為氯和X的陰離子，該陰離子內(nèi)有一個(gè)X原子且最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該陰離子的結(jié)構(gòu)式為

 

．
（5）由A元素形成的某種晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，已知阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則該晶體的密度是

 

 g?cm^-3．

Answer 1

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

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大的五種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，原子只能有2個(gè)電子層，價(jià)電子數(shù)目為4，則A為碳元素；C元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則C為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知B為N元素；
E元素與D元素在同周期相鄰的族，原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，且E元素沒(méi)有在d區(qū)，可推知D為Fe、E為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大的五種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，原子只能有2個(gè)電子層，價(jià)電子數(shù)目為4，則A為碳元素；C元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則C為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知B為N元素；
E元素與D元素在同周期相鄰的族，原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，且E元素沒(méi)有在d區(qū)，可推知D為Fe、E為Cu，
（1）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于O元素，
故答案為：N；N的2p軌道為半充滿狀態(tài)，與O相比體系能量更低，更穩(wěn)定，故第一電離能更大；
（2）D為Fe元素，原子核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子的核外價(jià)層電子排布式為3d⁶4s²，價(jià)電子排布圖為：，F(xiàn)e元素形成的單質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)為體心立方堆積，如圖1中乙所示，Cu元素形成的單質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)為面心立方密堆積，如圖1中丙所示．

故答案為：；乙；丙；
（3）C元素與氫元素能形成種類繁多的化合物，其中同時(shí)含sp雜化、sp²雜化、sp³雜化且相對(duì)分子質(zhì)量最小的穩(wěn)定化合物為CH₃CH=CHC≡CH，分子式為C₅H₆，
故答案為：C₅H₆；
（4）另有一種元素X，已知A與X的原子序數(shù)之和為10，則X原子序數(shù)為4，為Be元素，用陰離子樹(shù)脂交換法可提取一種組成元素為氯和X的陰離子，陰離子內(nèi)鈹原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，離子為BeCl₄^2-，Be原子與氯原子之間通過(guò)共價(jià)鍵與配位鍵達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該陰離子的結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
（5）晶胞中碳原子數(shù)目=4+6×

1

2

+8×

1

8

=8，故晶胞質(zhì)量=8×

12

NA

g，晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則晶胞體積=（a×10^-10cm）³=a³×10^-30cm³，則該晶體的密度=

8× 12 NA g

a3×10-30cm3

=

9.6×1031

a3×NA

 g?cm^-3，
故答案為：

9.6×1031

a3×NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、晶胞結(jié)構(gòu)等，注意識(shí)記理解中學(xué)常見(jiàn)的晶胞結(jié)構(gòu)，難度中等．