Question

17．有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）．A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子；E的原子各內(nèi)層均排滿，且最外層有成單電子；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2．則：
（1）寫出基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式3d¹⁰4s¹．
（2）1molA的單質(zhì)分子中π鍵的個(gè)數(shù)為1.204×10²⁴．
（3）A、B、C三元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镕＞N＞O （用元素符號(hào)表示）．
（4）A的最簡(jiǎn)單氫化物分子的空間構(gòu)型為三角錐形．
（5）C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，已知晶體的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長(zhǎng)a=$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$cm．（用含隊(duì)ρ、N_A的計(jì)算式表示）

Answer 1

分析 有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2，則D是Ca元素，據(jù)此解答．

解答 解：有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2，則D是Ca元素，
（1）E是銅元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，故基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為：3d¹⁰4s¹，
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為：N≡N，所以氮?dú)夥肿又泻�有一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵，1molA的單質(zhì)分子中π鍵的個(gè)數(shù)為：1.204×10²⁴，
故答案為：1.204×10²⁴；
（3）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于同周期相鄰元素，素第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篎＞N＞O，
故答案為：F＞N＞O；
（4）N元素的簡(jiǎn)單氫化物是氨氣，NH₃分子中氮原子價(jià)層電子對(duì)=3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以分子空間構(gòu)型是三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（5）F和Ca形成的化合物為CaF₂，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中白色球數(shù)目=8、黑色球數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白色球?yàn)镕、黑色球?yàn)镃a，則晶胞質(zhì)量=4×$\frac{78g}{{N}_{A}}$=$\frac{312}{{N}_{A}}$g，晶胞的體積=$\frac{\frac{312}{{N}_{A}}g}{ρg•c{m}^{-3}}$=$\frac{312}{ρ•{N}_{A}}$cm³，故晶胞邊長(zhǎng)為：a=$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算，涉及核外電子排布、分子空間構(gòu)型、化學(xué)鍵、雜化方式、電離能、晶胞計(jì)算等，都是考試熱點(diǎn)，注意第一電離能的變化趨勢(shì)及異�，F(xiàn)象，為易錯(cuò)點(diǎn)．