Question

8．現(xiàn)有七種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素

B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1

C原子的第一至第四電離能分別是： I1=738kJ/mol  I2=1451kJ/mol  I3=7733kJ/mol  I4=10540kJ/mol

D原子核外所有p軌道全滿或半滿    E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4

F是前四周期中電負(fù)性最小的元素    G在周期表的第七列

（1）B基態(tài)原子中能量最高的電子所處的能級(jí)為2p其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形；
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布為，，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了泡利不相容原理
（3）G位于ⅦB族d區(qū)，價(jià)電子排布式為3d⁵4s²
（4）DE₃中心原子的雜化方式為sp³，用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)其空間構(gòu)型為三角錐形
（5）1mol（SCN）₂分子中含有σ鍵的數(shù)目為5N_A；類鹵素（SCN）₂對(duì)應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸（H-N=C=S）的沸點(diǎn)，其原因是異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵．
（6）ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，在ZnS晶胞中，S^2-的配位數(shù)為4．
（7）銅與金形成的金屬互化物結(jié)構(gòu)如圖2，其晶胞邊長(zhǎng)為a nm，該金屬互化物的密度為$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$（用含“a、N_A 的代數(shù)式表示）g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，
A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，A為H元素；
B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，B有2個(gè)電子層，核外電子排布為1s²2s²2p³，故B為N元素；
由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知，第三電離能劇增，故C表現(xiàn)+2價(jià)，處于ⅡA族，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg元素；
D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；
E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素；
F是前四周期中電負(fù)性最小的元素，金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)為第四周期元素，故F為K元素，
G處于第四周期，且在周期表的第7列，G為Mn元素．

解答 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，
A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，A為H元素；
B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，B有2個(gè)電子層，核外電子排布為1s²2s²2p³，故B為N元素；
由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知，第三電離能劇增，故C表現(xiàn)+2價(jià)，處于ⅡA族，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg元素；
D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；
E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素；
F是前四周期中電負(fù)性最小的元素，金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)為第四周期元素，故F為K元素，
G處于第四周期，且在周期表的第7列，G為Mn元素．
（1）B為N元素，核外電子排布為1s²2s²2p³，基態(tài)原子中能量最高的電子，處于2p能級(jí)，其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形，
故答案為：2p；3；紡錘；
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布為，3s能級(jí)2個(gè)電子自旋方向相同，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了：泡利不相容原理，
故答案為：泡利不相容原理；
（3）G為Mn元素，是25號(hào)元素，位于第四周期第ⅦB族，最后填充的為d電子，為d區(qū)元素，價(jià)電子排布式為3d⁵4s²，
故答案為：ⅦB；d；3d⁵4s²；
（4）PCl₃中心原子P原子價(jià)層電子對(duì)是為3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，含有1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，雜化方式為sp³，其空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（5）（SCN）₂的結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，根據(jù)[（SCN）₂]的結(jié)構(gòu)可知分子中有3個(gè)單鍵和2個(gè)碳氮三鍵，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，（SCN）₂分子含有5個(gè)σ鍵，故1mol（SCN）₂分子中含有σ鍵的數(shù)目為 5N_A，
由于異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵，所以硫氰酸（H-S-C≡N）的沸點(diǎn)低于異硫氰酸，
故答案為：5N_A；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸分子間不能形成氫鍵；
（6）由圖可知，S^2-離子周圍有4個(gè)Zn²⁺，S^2-的配位數(shù)為4，
故答案為：4；
（7）晶胞中Cu原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3、Au原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，晶胞質(zhì)量為$\frac{3×64+197}{{N}_{A}}$g，晶胞邊長(zhǎng)為a nm，則晶胞體積為（a×10^-7 cm）³，該金屬互化物的密度為$\frac{3×64+197}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-7 cm）³=$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)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)、化學(xué)鍵、氫鍵、晶胞計(jì)算等，題目綜合性較大，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，難度中等．