Question

【題目】A、B、C、D是元素周期表中前36號元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。第二周期元素A原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍且有3個能級，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，C是地殼中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿。請回答下列問題：

(1)A、B、C的第一電離能由小到大的順序是_______(用對應(yīng)的元素符號表示)；基態(tài)D原子的電子排布式為______。

(2)A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分子中，其中心原子采取_____雜化；BC3-的立體構(gòu)型為______(用文字描述)。

(3)1mol AB-中含有的π鍵個數(shù)為______。

(4)如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和D的原子個數(shù)比______。

(5)鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強的儲氫能力。己知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10-23cm3，儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n=________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為________(保留2位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】C<O<N 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 sp2 平面三角形 2NA(或2×6.02×1023) 1∶5 5 0.083 g·cm-3

【解析】

A、B、C、D是元素周期表中前36號元素，它們的核電荷數(shù)依次增大；第二周期元素A原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍且有3個能級，則A是C元素；C是地殼中含量最多的元素，則C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，且原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，則D是Cu元素；

(1)同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；

基態(tài)D原子核外有29個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)D原子的簡化電子排布式；

(2)A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2CO3，該分子中中心原子C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其中心原子雜化方式及碳酸根離子空間構(gòu)型；

(3)CN-與N2互為等電子體，則每個CN-中含有C、N三鍵，1個σ鍵，2個π鍵，據(jù)此計算1mol CN-中含有的π鍵個數(shù)；

(4)根據(jù)圖示的金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法計算Ca、Cu原子個數(shù)之比；

(5)鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，根據(jù)Ca、Cu合金確定該鑭鎳合金中n值；其密度根據(jù)ρ=計算。

根據(jù)上述分析可知：A是C元素；B是N元素；C是O元素；D是Cu元素。

(1)同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以C、N、O元素第一電離能從小到大順序是C<O<N；

基態(tài)Cu原子核外有29個電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，簡化電子排布式為[Ar]3d104s1；

(2)A是C元素，C元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2CO3，分子中的中心C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其中心原子雜化方式為sp2雜化，CO32-空間構(gòu)型為平面三角形；

(3)CN-與N2互為等電子體，則每個CN-中C、N原子之間形成三個共價鍵，其中含有1個σ鍵，含有2個π鍵，則1mol CN-中含有的π鍵個數(shù)為2NA；

(4)根據(jù)金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知：該晶胞中Ca原子個數(shù)=8×=1，含有的Cu原子個數(shù)=8×+1=5，則該晶體中Ca、Cu原子個數(shù)之比為1：5；

(5)Ca、Cu合金化學(xué)式為CaCu5，鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn，所以該鑭鎳合金中n=5；

該物質(zhì)密度ρ=g/cm3=0.083g/cm3。