Question

A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次增大．A的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等．B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等．D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，E的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，F(xiàn)的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍．請回答下列問題：
（1）F的基態(tài)原了價電子排布式為

 

．
（2）B、C、D、E的原子的第一電離能由小到大的順序為

 

．（用元素符號回答）
（3）下列關(guān)于B₂A₂分子和A₂D₂分子的說法正確的是
A．分子中都含有σ鍵和π鍵
B．中心原子都sp雜化
C．都是含極性鍵和非極性鍵的非極性分子
D．互為等電子體
E．B₂A₂分子的沸點明顯低于A₂D₂分子
（4）F²⁺能與BD分子形成[F（BD）₄]²⁺，其原因是BD分子中含有

 

．
（5）由B、E、F三種元素形成的一種具有超導(dǎo)性的晶體，晶胞如圖所示．B位于E和F原子緊密堆積所形成的空隙當(dāng)中．與一個F原子距離最近的F原子的數(shù)目為

 

，該晶體的化學(xué)式為

 

．若該晶體的相對分子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，B、E、F三種元素的原子半徑分別為r₁pm、r₂pm、r₃pm，則該晶體的密度表達式為

 

g?cm³．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,配合物的成鍵情況,晶胞的計算

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：A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等，原子序數(shù)大于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等，原子序數(shù)大于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，
（1）F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，3d能級有8個電子，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）C、N、O、Mg四種元素，Mg屬于金屬，第一電離能最小，C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為Mg＜C＜O＜N，
故答案為：Mg＜C＜O＜N；
（3）A．C₂H₂分子中含有C≡C三鍵、C-H鍵，含有σ鍵和π鍵，而H₂O₂分子為H-O-O-H，只含有σ鍵，故A錯誤；
B．C₂H₂分子中C原子成2個σ鍵、沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，H₂O₂分子中O原子成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故B錯誤；
C．C₂H₂是直線型對稱結(jié)構(gòu)，是非極性分子，而H₂O₂分子是展開書頁形結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，故C錯誤；
D．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，故D錯誤；
E．C₂H₂常溫下為氣態(tài)，而H₂O₂常溫下為液態(tài)，故E正確，
故選答案為：E；
（4）Ni²⁺能與CO分子通過配位鍵形成[Ni（CO）₄]²⁺，其原因是CO分子中含有孤電子對，故答案為：孤電子對；
（5）以上底面面心F原子研究，與之距離最近的F原子位于晶胞兩個側(cè)面及前后面面心上，而晶胞上底面為上層晶胞的下底面，故與之最近的F原子有8個；
由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素數(shù)目=6×

1

2

=3、Mg原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C；
晶胞質(zhì)量=

M

NA

g，上底面對角線長度=（2r₂+2r₃）pm=（2r₂+2r₃）×10^-10cm，故晶胞棱長=

2

2

×（2r₂+2r₃）×10^-10cm=

2

（r₂+r₃）×10^-10cm，晶胞體積=[

2

（r₂+r₃）×10^-10cm]³=2

2

（r₂+r₃）³×10^-30cm³，故晶胞密度=

M NA  g

2 2 (r2+r3)3×10-30 cm3

=

1030M

2 2 (r2+r3)3?NA

g．cm^-3，
故答案為：8；MgNi₃C；

1030M

2 2 (r2+r3)3?NA

．

點評：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)、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，學(xué)生要熟練掌握基礎(chǔ)知識，并能遷移運用，（5）中晶胞結(jié)構(gòu)與計算，為易錯點，需要學(xué)生具有一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力，難度中等．