Question

【化學(xué)--物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．其中A原子核外有三個(gè)未成對(duì)電子；A與B可形成離子化合物B₃A₂；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D原子核外的M層中有兩對(duì)成對(duì)電子；E的原子核外最外層只有1個(gè)電子，其余各層電子均充滿．請(qǐng)根據(jù)以上信息，回答下列問題：（答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）

（1）E的核外電子排布式是

 

，A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)?!--BA-->

 

；
（2）B的氧化物的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于D的氧化物的熔點(diǎn)，理由是

 

；
（3）A的最高價(jià)含氧酸根離子中，其中心原子是

 

雜化，D的低價(jià)氧化物分子的空間構(gòu)型是

 

；
（4）A、C形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，則其化學(xué)式為

 

；（每個(gè)球均表示1個(gè)原子）
（5）銅晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，若銅原子的半徑是rcm，則銅的密度的計(jì)算式是

 

（用N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)）．

Answer 1

分析：C元素是地殼中含量最高的金屬元素，所以C是Al元素；D原子核外的M層中有兩對(duì)成對(duì)電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，所以D是S元素；E原子核外最外層只有1個(gè)電子，其余各層電子均充滿，且E是前四周期的元素，其核外電子數(shù)目為2+8+18+1=29，所以Cu元素；A原子核外有三個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于13，所以A是N元素，A與B可形成離子化合物B₃A₂，且B的原子序數(shù)大于A小于C，所以B是Mg元素．

解答：解：C元素是地殼中含量最高的金屬元素，所以C是Al元素；D原子核外的M層中有兩對(duì)成對(duì)電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，所以D是S元素；E原子核外最外層只有1個(gè)電子，其余各層電子均充滿，且E是前四周期的元素，其核外電子數(shù)目為2+8+18+1=29，所以Cu元素；A原子核外有三個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于13，所以A是N元素，A與B可形成離子化合物B₃A₂，且B的原子序數(shù)大于A小于C，所以B是Mg元素，
（1）E的原子序數(shù)是29，為Cu元素，其原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Mg、Al、S元素是同一周期元素，同一周期元素的第一電離能逐漸增大，但鎂的2s能級(jí)為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于鋁的第一電離能，同一主族的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以N元素的第一電離能大于P元素，P元素第一電離能大于S元素，所以Mg、Al、S、N元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)锳l＜Mg＜S＜N，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Al＜Mg＜S＜N；
（2）氧化鎂是離子晶體，SO₂和SO₃為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)遠(yuǎn)大于分子晶體的熔點(diǎn)，
故答案為：MgO為離子晶體而SO₂和SO₃為分子晶體；
（3）NO₃^-中價(jià)層電子對(duì)=3+

1

2

（5+1-3×2）=3，所以N原子采取sp²雜化，D的低價(jià)氧化物是SO₂，SO₂的價(jià)層電子對(duì)=2+

1

2

（6-2×2）=3、含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以分子空間構(gòu)型是V型，
故答案為：sp²；V型；
（4）Al原子位于面心、頂點(diǎn)，N原子位于晶胞體內(nèi)，該晶胞中Al原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，N原子數(shù)目=4，所以其化學(xué)式為AlN，
故答案為：AlN；
（5）Cu晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞質(zhì)量=

4×64

NA

g，銅原子的半徑是rcm，則棱長=4r cm×

2

2

=2

2

r cm，則晶胞體積=（2

2

r cm）³，故晶體的密度=

4×64 NA g

(2 2 r cm)3

=

256

NA(2 2 r)3

g/cm³，
故答案為：

256

NA(2 2 r)3

．

點(diǎn)評(píng)：本題以元素的推斷為載體，考查了核外電子排布、分子空間構(gòu)型、原子的雜化、晶胞計(jì)算等，注意第ⅡA和第ⅢA族、第ⅤA族和第ⅥA族之間第一電離能異常，注意根據(jù)均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算．