Question

7．已知A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子；E的基態(tài)原子有6個單電子；F位于ds區(qū)，最外能層有單電子；D與E不同周期，但最外能層電子數(shù)相等．
（1）寫出基態(tài)E原子的外圍電子排布式3d⁵4s¹．
（2）A、B、C三種元素第一電離能由小到大的順序為O＜N＜F（用元素符號表示）．
（3）B、C兩元素形成的化合物BC₂的VSEPR模型名稱為四面體形，已知BC₂分子的極性比水分子的極性弱，其原因是FO₂和H₂O分子均為V形分子，且孤對電子均為2對，F(xiàn)與O的電負性差值較O與H的電負性差值�。�
（4）寫出由A和B兩種元素形成的與A₃^-互為等電子體的粒子的化學式N₂O、NO₂⁺（分子和離子各寫一種）．
（5）B、E兩元素形成的化合物EB₅中E的化合價為+6價，則EB₅的結構式為．
（6）B、D形成的一種離子化合物的晶胞結構如圖1，已知該晶胞的邊長為acm，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，晶胞的密度為ρ=$\frac{248}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³（用含a、N_A的計算式表示）
（7）由F原子形成的晶胞結構如圖2，設晶胞參數(shù)為b，列式表示F原子在晶胞中的空間利用率$\frac{\sqrt{2}}{6}π$（不要求計算結果）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大；A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子且原子序數(shù)大于A，則C是F元素，B為O元素；
E的基態(tài)原子有6個單電子，則E為Cr元素；D與E不同周期，但最外能層電子數(shù)相等，則D為Na元素；
F位于ds區(qū)，最外能層有單電子，則F為Cu元素；結合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大；A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子且原子序數(shù)大于A，則C是F元素，B為O元素；
E的基態(tài)原子有6個單電子，則E為Cr元素；D與E不同周期，但最外能層電子數(shù)相等，則D為Na元素；
F位于ds區(qū)，最外能層有單電子，則F為Cu元素；
（1）基態(tài)E原子的價電子排布式為3d⁵4s¹，故答案為：3d⁵4s¹；
（2）A、B、C三種元素分別是N、O、F元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這三種元素第一電離能O＜N＜F，
故答案為：O＜N＜F；
（3）B、C兩元素形成的化合物FO₂中F原子孤電子對數(shù)=$\frac{7-2×2}{2}$=1.5，應看作2對孤對電子，價層電子對數(shù)為4，VSEPR模型名稱為四面體形，F(xiàn)O₂和H₂O分子均為V形分子，且孤對電子均為2對，F(xiàn)與O的電負性差值較O與H的電負性差值小，OF₂分子的極性比水分子的極性弱，
故答案為：四面體形；FO₂和H₂O分子均為V形分子，且孤對電子均為2對，F(xiàn)與O的電負性差值較O與H的電負性差值小；
（4）由N和O兩種元素形成的與N₃^-互為等電子體的粒子的化學式有N₂O、NO₂⁺等，
故答案為：N₂O、NO₂⁺；
（5）O、Cr兩元素形成的化合物CrO₅中Cr的化合價為+6價，該化學式中有1個O原子化合價為-2價、其余四個O原子化合價為-1價，則EB₅的結構式為，
故答案為：；
（6）晶胞中白色球數(shù)目為8，黑色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，該化合物為Na₂O，晶胞質量為4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g，則晶胞密度為4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g÷（acm）³=$\frac{248}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{248}{{a}^{3}{N}_{A}}$；
（7）晶胞中E原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，設E原子半徑為r，則4r=$\sqrt{2}$b，故原子半徑r=$\frac{\sqrt{2}}{4}$b，則E原子在晶胞中的空間利用率為$\frac{4×\frac{3}{4}π×（\frac{\sqrt{2}}{4}b）^{3}}{^{3}}$=$\frac{\sqrt{2}}{6}π$，故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{6}π$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、等電子體、原子核外電子排布、第一電離能大小比較等知識點，側重考查學生分析判斷、計算、空間想象能力，難點是晶胞計算，注意（7）題哪幾個原子緊密相連，為易錯點．