Question

12．短周期元素甲～戊的原子序數(shù)依次增大，結(jié)合表中信息，回答有關(guān)問題．

	甲	乙	丙	丁	戊
主要化合價(jià)	+1、-1	+4、-4
性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息	同位素有3種	同素異形體有多種	2s22p4	五種原子中原子半徑最大，未成對(duì)電子數(shù)為0	有兩種常見氧化物，其中一種是大氣污染物

（1）基態(tài)乙原子，最外層有2個(gè)未成對(duì)電子，電子云形狀有2種．
（2）丁元素與其同周期相鄰兩種元素原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)镸g＞Al＞Na（用元素符號(hào)表示），試解釋原因Mg電子排布3s全滿結(jié)構(gòu)，第一電離能異常增大．
（3）由甲乙丙、甲丙戊組成的兩種離子的鈉鹽可以反應(yīng)，離子方程式是HCO₃^-+HSO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₃^2-；HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑．
（4）乙、戊在最高價(jià)酸根中的雜化類型分別是sp²、sp³．
（5）單質(zhì)銅晶體的堆積方式如圖所示，設(shè)晶胞邊長為a cm，阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示，則晶胞中原子的配位數(shù)為12，晶體的密度為$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（要求寫表達(dá)式，可以不簡化）．

Answer 1

分析 主族元素中，元素最高化合價(jià)與其族序數(shù)相同，其最低化合價(jià)=族序數(shù)-8，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，甲為H元素、乙為C元素、丙為O元素、丁為Mg元素、戊為S元素，
（1）乙為C元素，其最外層有4個(gè)電子，但未成對(duì)電子數(shù)是2，一種能級(jí)有一種電子云形狀；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，原子核外軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)原子較穩(wěn)定；
（3）甲乙丙、甲丙戊組成的兩種離子的鈉鹽分別是碳酸氫鈉、硫酸氫鈉，碳酸氫根離子和亞硫酸氫根離子能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，碳酸氫根離子和氫離子反應(yīng)生成二氧化碳和水；
（4）乙、戊的最高價(jià)酸根離子分別是碳酸、硫酸，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷中心原子雜化方式；
（5）銅為面心立方晶胞，銅原子配位數(shù)=3×8÷2；該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：主族元素中，元素最高化合價(jià)與其族序數(shù)相同，其最低化合價(jià)=族序數(shù)-8，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，甲為H元素、乙為C元素、丙為O元素、丁為Mg元素、戊為S元素，
（1）乙為C元素，其最外層有4個(gè)電子，但未成對(duì)電子數(shù)是2，一種能級(jí)有一種電子云形狀，所以該原子電子云形狀有2種，故答案為：2；2；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，原子核外軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)原子較穩(wěn)定，Mg電子排布3s全滿結(jié)構(gòu)，第一電離能異常增大，所以其第一電離能大小順序是Mg＞Al＞Na，故答案為：Mg＞Al＞Na；Mg電子排布3s全滿結(jié)構(gòu)，第一電離能異常增大；
（3）甲乙丙、甲丙戊組成的兩種離子的鈉鹽分別是碳酸氫鈉、硫酸氫鈉，碳酸氫根離子和亞硫酸氫根離子能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，碳酸氫根離子和氫離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，離子方程式分別為HCO₃^-+HSO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₃^2-、HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：HCO₃^-+HSO₃^-=H₂O+CO₂↑+SO₃^2-；HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）乙、戊的最高價(jià)酸根離子分別是碳酸、硫酸，碳酸根離子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，硫酸根離子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷中心原子雜化方式分別為sp²、sp³，故答案為：sp²、sp³；
（5）銅為面心立方晶胞，銅原子配位數(shù)=3×8÷2=12；該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{64}{{N}_{A}}×4}{{a}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：12；$\frac{256}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、原子雜化方式判斷、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算．