Question

已知A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．A原子、C原子的I，能層中，都有兩個未成對的電子，C、D同主族．E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，F(xiàn)原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿．根據(jù)以上信息回答：
（1）基態(tài)D原子中，電子占據(jù)的最高能層符號

 

，該能層具有的原子軌道數(shù)為

 

．
（2）E²⁺離子的價層電子排布圖是

 

，F(xiàn)原子的電子排布式是

 

．
（3）A元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中心原子采取的軌道雜化方式為

 

，B元素的氣態(tài)氫化物的
VSEPR模型為

 

．
（4）化合物AC₂、B₂C和陰離子DAB^-互為等電子體，它們結(jié)構(gòu)相似，DAB^-的電子式為

 

．
（5）某種化合物由D、E、F三種元素組成，其晶胞如圖所示（lpm=10^-10cm），則其化學式為

 

，該晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直，根據(jù)圖中所示的數(shù)據(jù)列式計算該晶體的密度：d=

 

g/cm³．

Answer 1

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

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數(shù)介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿，F(xiàn)原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數(shù)介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿，F(xiàn)原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，
（1）基態(tài)S原子中電子占據(jù)的最高能層為第3能層，符號M，該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道，共有9 個原子軌道，故答案為：M；9；
（2）Fe²⁺離子的價層電子排布3d⁶，其價層電子排布圖是，F(xiàn)為Cu元素，原子核外有29個電子，原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）碳元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H₂CO₃，中心C原子成3個σ鍵、沒有孤電子對，C原子采取sp²雜化方式；B的氣態(tài)氫化物為NH₃，NH₃分子中N原子價層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，其VSEPR模型為四面體，故答案為：sp²；四面體；
（4）與CO₂互為等電子體，可知SCN^-電子式與CO₂相同，參照CO₂的電子式寫出電子式為，故答案為：；
（5）晶胞中D（S）原子位于晶胞內(nèi)部，原子數(shù)目為8個，E（Fe）原子6個位于面上、4個位于棱上，E（Fe）原子數(shù)目=6×

1

2

+4×

1

4

=4，F(xiàn)（Cu）原子位于4個位于面上、1個內(nèi)部、8個頂點上，原子數(shù)目=4×

1

2

+1+8×

1

8

=4，晶體中Cu、Fe、S原子數(shù)目之比=4：4：8=1：1：2，故該晶體化學式為CuFeS₂，該晶體的密度d=

4×56+4×64+8×32

6.02×1023×500×500×1050×10-30

=4.66g/cm³，
故答案為：CuFeS₂；4.66．

點評：本題是對考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化理論、價層電子對互斥理論、配合物、晶胞計算等，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．