Question

20．現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1

B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期

C原子核外所有p軌道全滿或半滿

D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4

E是前四周期中電負(fù)性最小的元素

F在周期表的第七列

（1）A基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形形．
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，所畫的B電子排布圖如圖，違背了泡利不相容泡利原理．
（3）F位于第三周期第ⅦB族d區(qū)，其基態(tài)原子有25種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（4）CD₃中心原子的雜化方式為sp³，用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測其分子空間構(gòu)型為三角錐形，檢驗(yàn)E元素的方法是焰色反應(yīng)．
（5）若某金屬單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．則晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的面心立方堆積．若已知該金屬的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為$\frac{M}{4\sqrt{2}jczvmls^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（用字母表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結(jié)合原子序數(shù)可知，價(jià)電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結(jié)合原子序數(shù)可知，價(jià)電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，
（1）A為N，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個(gè)方向，p軌道為紡錘形，
故答案為：3；紡錘形；
（2）由泡利原理可知，電子在同一軌道內(nèi)的自旋方向應(yīng)相反，B基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個(gè)電子自旋方向相同，則違反了泡利不相容原理，
故答案為：泡利不相容泡利；
（3）F為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區(qū)，核外電子數(shù)為25，有25種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，
故答案為：第三周期第ⅦB；d；25；
（4）PCl₃中P原子孤電子對(duì)數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，F(xiàn)為K，檢驗(yàn)K元素應(yīng)利用焰色反應(yīng)，
故答案為：sp³；三角錐形；焰色反應(yīng)；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，以頂點(diǎn)原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)原子為12個(gè)面共用，故晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積，結(jié)合丙圖可知，晶胞的邊長為 $\frac{\sqrt{2}}{2}$×4d=2$\sqrt{2}$d，所以晶胞的體積為（2$\sqrt{2}$d）³，根據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以晶胞的密度為$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{（{2\sqrt{2}d）}^{3}}$=$\frac{M}{4\sqrt{2}dcwozn6^{3}{N}_{A}}$，
故答案為：12；面心立方堆積； $\frac{M}{4\sqrt{2}2tbudjl^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系及其應(yīng)用，難度中等，注意原子結(jié)構(gòu)知識(shí)在元素推斷中的重要性，學(xué)生應(yīng)熟悉電子的排布、空間構(gòu)型、雜化等知識(shí)點(diǎn)，識(shí)記中學(xué)常見的晶胞結(jié)構(gòu)．