Question

【題目】已知A、B、C、D、E 為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。已知前四種元素的基態(tài)原子p能級都有2個單電子，E 的原子序數(shù)等于A、B、C三種元素原子序數(shù)之和。

試回答下列問題:

(1)基態(tài)E原子外圍電子排布圖為_________；其中M 能層有_____種能量不同的電子。

(2)從原子結(jié)構(gòu)角度解釋B 電負性大于D的原因是:_______________。

(3) 含A元素的化合物中，A 的原子間常有π鍵，但是含C元素的化合物中，C的原子間只能存在σ鍵，其主要原因是___________________。

(4)H2D2B8是一種具有強氧化性的二元酸(其中分子結(jié)構(gòu)中有2個B原子顯-1價),則H2D2B8的結(jié)構(gòu)式為___________，分子中采取sp3雜化的B原子有______個。

(5)E 晶胞內(nèi)粒子的堆積模型如圖所示。

已知:E 晶胞的密度為ρg/cm3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)值，E 的相對原子質(zhì)量為M。

①E 粒子的配位數(shù)為_______。

②E 粒子半徑為_______pm。

③E 晶胞中粒子的空間利用率φ=_____(用含π 的式子表示)。

Answer 1

【答案】 3 O和S價電子數(shù)相同，隨著電子層數(shù)的增多，S的原子半徑大于O，導(dǎo)致原子核對外層電子的吸引力減弱 硅原子半徑大于碳，硅原子的原子軌道肩并肩重疊程度小，形成π鍵不穩(wěn)定 (也可寫成) 4 12

【解析】已知A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，前四種元素的基態(tài)原子p能級都有2個單電子，則A為C元素、B為O元素、C為Si元素、D為S元素，E的原子序數(shù)等于A、B、C三種元素原子序數(shù)之和，則E的原子序數(shù)為（6+8+14）=28，E為Ni元素。

(1). E是Ni元素，原子序數(shù)是28，基態(tài)原子外圍電子排布式為：3d84s2，則基態(tài)原子外圍電子排布圖為：，Ni原子的M能層有3s、3p、3d三種能級，則有3種能量不同的電子，故答案為：；3；

(2). O和S元素處于同一主族，隨電子層數(shù)的增多，S的原子半徑大于O，導(dǎo)致原子核對外層電子的吸引力減弱，所以O元素的電負性大于S，故答案為：O和S價電子數(shù)相同，隨著電子層數(shù)的增多，S的原子半徑大于O，導(dǎo)致原子核對外層電子的吸引力減弱；

(3). 含碳元素的化合物中，碳的原子之間可以形成碳碳雙鍵、碳碳三鍵，碳碳雙鍵和碳碳三鍵中都含有π鍵，因硅原子半徑大于碳原子，硅原子的原子軌道肩并肩重疊程度小于碳原子，形成的π鍵不穩(wěn)定，所以含硅元素的化合物中，硅原子間只能存在σ鍵，故答案為：硅原子半徑大于碳，硅原子的原子軌道肩并肩重疊程度小，形成π鍵不穩(wěn)定；

(4). H2S2O8是一種具有強氧化性的二元酸，其分子結(jié)構(gòu)中有2個O原子顯－1價，說明該分子結(jié)構(gòu)中含有過氧鍵：－O－O－，結(jié)合化合價代數(shù)和為0，可知硫原子顯+6價，H2S2O8是一種二元酸，說明該分子結(jié)構(gòu)中含有2個羥基，則H2S2O8的結(jié)構(gòu)式為：(也可寫成)，由結(jié)構(gòu)式可知，過氧鍵中的兩個氧原子和羥基中的兩個氧原子采取sp3雜化，所以采取sp3雜化的O原子有4個，故答案為：(也可寫成)；4；

(5). ①. 由Ni晶胞內(nèi)粒子的堆積模型圖可知，Ni粒子的配位數(shù)為3×8÷2=12，故答案為：12；

②. Ni晶胞是面心立方晶胞，面對角線上三個Ni粒子相切，設(shè)Ni的半徑為r cm，晶胞參數(shù)為a cm，根據(jù)勾股定理可得：(4r)2=2a2，r =a cm，由均攤法可知，1個Ni晶胞中含4個Ni粒子，則晶胞密度=，a=，r = cm=pm，故答案為：；

③. 晶胞中Ni粒子的數(shù)目為4個，設(shè)Ni的半徑為r cm，晶胞參數(shù)為a cm，由上述計算可知，Ni粒子半徑為：r =a cm，則Ni粒子在晶胞中的空間利用率為：=，故答案為：。