Question

【題目】現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期。B元素含有3個(gè)能級，且每個(gè)能級所含的電子數(shù)相同；D的原子核外有8個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對電子。

請回答下列問題：

(1)寫出B、C、D的元素符號B_____C_____D________

(2)E在周期表中的位置為________________________

(3)一種F合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中F原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中F原子與Au原子數(shù)量之比為_________________；該晶體中，原子之間的作用力是________；上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由F原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將F原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)為CaF2的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為__________ (F寫元素符號)

(4)B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞如圖所示，則一個(gè)晶胞中所含B原子數(shù)為______。

(5)D與F形成離子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物，晶胞與NaCl類似，設(shè)D離子的半徑為a pm，F(xiàn)離子的半徑b pm，求該晶胞的空間利用率________。

Answer 1

【答案】 C N O 第四周期Ⅷ族 3:1 金屬鍵 Cu3AuH8 8 2π(a3+b3)/3(a+b)3

【解析】A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期。B元素含有3個(gè)能級，且每個(gè)能級所含的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s22s22p2，則B為C元素；D的原子核外有8個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則D為O元素；C原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，應(yīng)處于Ⅷ族及相鄰的族，E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對電子，外圍電子排布為3d64s2，則E為Fe，故F為Cu，則

（1）根據(jù)以上分析可知B、C、D的元素符號分別是C、N、O；（2）鐵元素在周期表中的位置為第四周期Ⅷ族；（3）一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中銅原子處于面心，個(gè)數(shù)＝6×1/2＝3，Au原子處于頂點(diǎn)位置，個(gè)數(shù)＝8×1/8＝1，是該合金中F原子與Au原子數(shù)量之比為3:1；銅金合金晶體屬于金屬晶體，含有化學(xué)鍵類型為金屬鍵；CaF2的結(jié)構(gòu)如圖，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中，則H原子應(yīng)位于晶胞內(nèi)部，則應(yīng)含有8個(gè)H，則化學(xué)式為Cu3AuH8；（4）由B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)可知，B原子有4個(gè)位于晶胞內(nèi)部，其余B原子位于定點(diǎn)、面心，則一個(gè)晶胞中所含B原子數(shù)＝8×1/8+6×1/2+4＝8。（5）O與Cu形成離子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物為CuO，晶胞與NaCl類似，其晶胞中銅離子數(shù)目=陽離子數(shù)目=8×1/8+6×1/2=4，O2-離子的半徑為a pm，Cu2+離子的半徑b pm，則晶胞中原子總體積= ，晶胞棱長=2（a+b）pm，故晶胞體積=8（a+b）3pm3，故該晶胞的空間利用率=。