Question

15．已知 A、B、C、D是原子序數依次增大的四種短周期主族元素，A的周期數等于其主族序數，B原子的價電子排布為nsⁿnpⁿ，D是地殼中含量最多的元素．E是第四周期的p區(qū)元素且最外層只有2對成對電子，F元素原子序數為29．
（1）基態(tài)E原子的價電子排布圖．
（2）B、C、D三元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C（用元素符號表示）
（3）BD₃^2-中心原子雜化軌道的類型為sp²雜化；CA₄⁺的空間構型為正四面體．
（4）1mol BC^-中含有π鍵的數目為2N_A．
（5）D、E元素最簡單氫化物的穩(wěn)定性H₂O＞H₂Se（填化學式）．
（6）F元素的基態(tài)原子價電子排布式為3d¹⁰4s¹．
（7）C、F兩元素形成的某化合物的晶胞結構如圖所示，頂點為C原子．則該化合物的化學式是Cu₃N，C原子的配位數是6．若相鄰C原子和F原子間的距離為acm，阿伏伽德羅常數為N_A，則該晶體的密度為$\frac{103}{4{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³（用含a、N_A的符號表示）．

Answer 1

分析 A的周期數等于其主族序數，則A為H元素，B原子的價電子排布為nsⁿnpⁿ，n=2，則B為C元素，D是地殼中含量最多的元素，則D為O元素，C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素，E是第四周期的p區(qū)元素且最外層只有2對成對電子，外圍電子排布為4s²4p⁴，則E為Se元素，F元素原子序數為29，則F為Cu，據此解答．

解答 解：A的周期數等于其主族序數，則A為H元素，B原子的價電子排布為nsⁿnpⁿ，n=2，則B為C元素，D是地殼中含量最多的元素，則D為O元素，C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素，E是第四周期的p區(qū)元素且最外層只有2對成對電子，外圍電子排布為4s²4p⁴，則E為Se元素，F元素原子序數為29，則F為Cu．
（1）E是第四周期的p區(qū)元素且最外層只有2對成對電子，外圍電子排布為4s²4p⁴，價電子排布圖為，故答案為：；
（2）同周期元素從左到由元素的第一電離能呈增大增大，由于O原子核外價電子排布式2s²2p⁴，N原子核外價電子排布式2s²2p³，2p亞層屬于半充滿的穩(wěn)定結構，難失去一個電子，第一電離能大于元素，則順序為N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；
（3）CO₃^2-中心原子形成3個σ鍵，孤電子對數為$\frac{6-2×3}{2}$=0，雜化軌道的類型為sp²，NH₄⁺中心原子形成4個σ鍵，空間構型為正四面體，
故答案為：sp²；正四面體；
（4）CN^-與N₂為等電子體，含有C≡N鍵，則1mol BC^-中含有π鍵的數目為2N_A，故答案為：2；
（5）非金屬性O＞S，元素的非金屬性越強，鍵能越大，對應的氫化物越穩(wěn)定，則H₂O＞H₂Se，故答案為：H₂O；H₂Se；
（6）Cu元素的基態(tài)原子價電子排布式為3d¹⁰4s¹，故答案為：3d¹⁰4s¹；
（7）由晶胞結構可知，N原子位于定點，晶胞中N個數為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu位于棱上，晶胞中Cu原子個數為12×$\frac{1}{4}$=3，則化學式為Cu₃N，晶胞中位于頂點和棱心的位置最近，則N原子的配位數是6，
若相鄰C原子和F原子間的距離為a cm，則邊長為2acm，晶胞的體積為8a³cm³，晶胞的質量為$\frac{206}{{N}_{A}}$g，則密度為$\frac{206}{{N}_{A}}$g÷8a³cm³=$\frac{103}{4{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：Cu₃N； 6；$\frac{103}{4{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質的結構與性質，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式、空間構型、化學鍵、元素周期律應用、晶胞計算等，難度中等，注意掌握利用均攤法進行晶胞的有關計算．