Question

A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數(shù)依次增大的七種元素．A與其他元素既不同周期又不同族；B、C的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)都是2；E核外的s、p能級(jí)的電子總數(shù)相等；F與E同周期且第一電離能比E小；G的+1價(jià)離子（G⁺）的各層電子全充滿．回答下列問題：
（1）寫出元素名稱：B

 

，G

 

．
（2）寫出F的價(jià)電子排布圖：

 

．
（3）寫出化合物BC的結(jié)構(gòu)式：

 

．
（4）由A、C、F三元素形成的離子[F（CA）₄]^-是F在水溶液中的一種存在形式，其中F的雜化類型是

 

．
（5）在測定A、D形成的化合物的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，實(shí)驗(yàn)測定值一般高于理論值的主要原因是

 

．
（6）E的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖甲，則其一個(gè)晶胞中含有個(gè)

 

E；G與D形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙，若晶體密度為a g/cm³，則G與D最近的距離為

 

pm（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，列出計(jì)算表達(dá)式，不用化簡；乙中○為G，●為D）

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計(jì)算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數(shù)依次增大的七種元素．E核外的s、p能級(jí)的電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)都是2，結(jié)合原子序數(shù)可知，B原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故B為碳元素、C為氧元素、E為Mg元素；F與E同周期且第一電離能比E小，且F的原子序數(shù)較大，故F為Al；A與其他元素既不同周期又不同族，原子序數(shù)最小，故A為氫元素，結(jié)合原子序數(shù)可知D為F元素；G的+1價(jià)離子（G⁺）的各層電子全充滿，原子序數(shù)最大，只能處于第四周期，G⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序數(shù)為29，故G為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數(shù)依次增大的七種元素．E核外的s、p能級(jí)的電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)都是2，結(jié)合原子序數(shù)可知，B原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故B為碳元素、C為氧元素、E為Mg元素；F與E同周期且第一電離能比E小，且F的原子序數(shù)較大，故F為Al；A與其他元素既不同周期又不同族，原子序數(shù)最小，故A為氫元素，結(jié)合原子序數(shù)可知D為F元素；G的+1價(jià)離子（G⁺）的各層電子全充滿，原子序數(shù)最大，只能處于第四周期，G⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序數(shù)為29，故G為Cu，
（1）由上述分析可知，B為碳，G為銅，故答案為：碳；銅；
（2）F為Al，價(jià)電子排布式為3s²3p¹，其價(jià)電子排布圖為：，故答案為：；
（3）化合物BC為CO，與氮?dú)獾入娮芋w，結(jié)構(gòu)相似，CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故答案為：C≡O(shè)；
（4）由H、O、Al三元素形成的離子[Al（OH）₄]^-中Al原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+

3+1-1×4

2

=4，采取sp³雜化，故答案為：sp³；
（5）A、D形成的化合物為HF，HF分子之間存在氫鍵，形成締合分子（HF）_n，故實(shí)驗(yàn)測定的相對(duì)分子質(zhì)量一般高于理論值，故答案為：HF分子間通過氫鍵形成締合分子；
（6）E的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖甲，晶胞為平行六面體，晶胞內(nèi)部含有1個(gè)E原子，其余位于頂角上，故晶胞中含有個(gè)E原子數(shù)目=1+8×

1

8

=2；
Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，F(xiàn)原子數(shù)目=4，故為CuF，晶胞質(zhì)量=4×

83

NA

g，晶胞體積=

4× 83 NA

a g?cm-3

=

4×83

aNA

cm³，故晶胞棱長=

3	4×83 aNA

cm，晶胞中D（F）原子與周圍的4個(gè)G（Cu）原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，D原子位于正四面體的中心，則正四面體中棱長=

2

2

×

3	4×83 aNA

cm，如圖所示正四面體：，其中A、B、C、D為Cu原子位置，F(xiàn)為F原子位置，令棱長為r，則BE長=

3

2

r，故BO長=

3

2

r×

2

3

=

3

3

r，可知OA長=

r2-( 3 3 r)2

=

6

3

r，由于F到4個(gè)面的距離相等，4個(gè)面的面積相等，根據(jù)正四面體體積可知，OF長=

1

4

×OA長，故AF=

3

4

×OA長，則G與D最近的距離=

6

3

×

2

2

×

3	4×83 aNA

cm×

3

4

=

3

4

×

3	4×83 aNA

cm=

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰pm，
故答案為：2；

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，推斷元素是解題關(guān)鍵，（6）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度較大．