Question

現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同

B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1

C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期

D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期

E是第七列元素

F是第29號元素

（1）A的基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有

 

個方向，原子軌道呈

 

形．
（2）E²⁺的基態(tài)核外電子排布式為

 

．
（3）A、B、C三種元素的最簡單氫化物的沸點(diǎn)由低到高的順序是

 

．由B、C二種元素組成的分子與AC₂互為等電子體的分子的結(jié)構(gòu)式為

 

．（用化學(xué)式表示）
（4）BD₃ 中心原子的雜化方式為

 

，其分子空間構(gòu)型為

 

．
（5）用晶體的x射線衍射法對F的測定得到以下結(jié)果：F的晶胞為面心立方最密堆積（如圖），又知該晶體的密度為9.00g/cm³，晶胞中該原子的配位數(shù)為

 

；F的原子半徑是

 

cm；（阿伏加德羅常數(shù)為N_A，要求列式計算）．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài),晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則A為碳元素；B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為氮元素；C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期，處于第三周期，族序數(shù)為7，故D為Cl元素；E、F為第四周期元素，E是第七列元素，則E為Mn，F(xiàn)是第29號元素，F(xiàn)為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則A為碳元素；B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為氮元素；C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期，處于第三周期，族序數(shù)為7，故D為Cl元素；E、F為第四周期元素，E是第七列元素，則E為Mn，F(xiàn)是第29號元素，F(xiàn)為Cu，
（1）碳元素的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p能級電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈紡錘形，故答案為：3；紡錘；
（2）Mn²⁺的基態(tài)核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（3）氨氣、甲烷常溫下為氣體，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于甲烷，水常溫下為液態(tài)，沸點(diǎn)最高，故沸點(diǎn)由低到高的順序是H₂O＞NH₃＞CH₄，由N、O二種元素組成的分子與CO₂互為等電子體的分子為N₂O，其結(jié)構(gòu)與二氧化碳分子相似，故N₂O結(jié)構(gòu)式為N=N=O，
故答案為：H₂O＞NH₃＞CH₄；N=N=O；
（4）NCl₃ 中N原子價層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，N原子采取sp³雜化，N原子含有1對孤電子對，分子空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（5）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個頂點(diǎn)Cu原子為12個面共用，故Cu的配位數(shù)為12；令Cu原子半徑為r cm，則晶胞棱長=

2

2

×4r cm=2

2

r cm，則晶胞體積=（2

2

r cm）³=16

2

r³cm³，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞質(zhì)量=4×

64

NA

g，則：
9.00g/cm³×16

2

r³cm³=4×

64

NA

g，解得r=

3	16 9 2  NA

，
故答案為：12；

3	16 9 2  NA

．

點(diǎn)評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電子云、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，（5）中需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力，難度中等．