Question

2．如圖1為元素周期表的一部分，其中編號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出元素⑦的基態(tài)原子外圍電子排布式3d⁵4S¹，元素⑧位于ds區(qū)．⑤元素原子的價(jià)層電子的電子排布圖為，
（2）若元素①③⑤形成的某化合物顯酸性，經(jīng)測(cè)定這三種元素的質(zhì)量比為1：6：16，該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為23，則其中所有雜化原子的雜化方式分別為SP²和SP³．
（3）元素③④⑤⑥的第一電離能由大到小的順序是F＞N＞O＞C（用元素符號(hào)表示）．請(qǐng)寫出由④和⑤兩種元素形成的與N₃ˉ互為等電子體的分子的化學(xué)式N₂O，（寫出一種即可）其VSEPR構(gòu)型為直線形．
（4）ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，在ZnS晶胞中，S^2-的配位數(shù)為4．
（5銅能與類鹵素（SCN）₂分子（與氯氣分子性質(zhì)相似）反應(yīng)生成Cu（SCN）₂，1mol（SCN）₂分子中含有共價(jià)鍵的數(shù)目為9N_A．銅與金形成的金屬互化物結(jié)構(gòu)如圖3，其晶胞邊長(zhǎng)為a nm，該金屬互化物的密度為$\frac{389}{{N}_{A}•{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3（用含“a、N_A 的代數(shù)式表示）g•cm^-3．

Answer 1

分析 根據(jù)元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧分別是H、Be、C、N、O、F、Cr、Cu元素．
（1）元素⑦的基態(tài)原子外圍電子為3d、4s電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其外圍電子排布式，根據(jù)最后填入電子名稱確定區(qū)域名稱，⑤是O元素，其2S、2P電子為其原子價(jià)電子；
（2）若元素①③⑤形成的某化合物顯酸性，經(jīng)測(cè)定這三種元素的質(zhì)量比為1：6：16，則這三種元素的原子個(gè)數(shù)之比=$\frac{1}{1}$：$\frac{6}{12}$：$\frac{16}{16}$=2：1：2，該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為23，則該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為46，所以分子式為CH₂O₂，為HCOOH，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定原子雜化類型；
（3）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
由④和⑤兩種元素形成的與N₃ˉ互為等電子體的分子是N₂O，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其VSEPR構(gòu)型；
（4）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可求S^2-的配位數(shù)；
（5）根據(jù)（SCN）₂分子的結(jié)構(gòu)N≡C-S-S-C≡N解答，根據(jù)均攤法計(jì)算出晶胞中Cu、Au原子數(shù)，根據(jù)$\frac{m}{V}$計(jì)算密度．

解答 解：根據(jù)元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧分別是H、Be、C、N、O、F、Cr、Cu元素．
（1）元素⑦的基態(tài)原子外圍電子為3d、4s電子，根據(jù)構(gòu)造原理書知其外圍電子排布式為3d⁵4s¹，該元素位于ds區(qū)，⑤是O元素，其2S、2P電子為其原子價(jià)電子，則⑤元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為，
故答案為：3d⁵4s¹；ds；；
（2）若元素①③⑤形成的某化合物顯酸性，經(jīng)測(cè)定這三種元素的質(zhì)量比為1：6：16，則這三種元素的原子個(gè)數(shù)之比=$\frac{1}{1}$：$\frac{6}{12}$：$\frac{16}{16}$=2：1：2，該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為23，則該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為46，所以分子式為CH₂O₂，為HCOOH，C原子和羰基上O原子都含有3個(gè)σ鍵，所以為sp²雜化，羥基上O原子含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)孤電子對(duì)，所以為sp³雜化，
故答案為：sp²；sp³；
（3）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以③④⑤⑥的第一電離能由大到小的順序?yàn)镕＞N＞O＞C，由④和⑤兩種元素形成的與N₃ˉ互為等電子體的分子是N₂O，該分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$×（6-2×3）=2，所以為直線形分子，
故答案為：F＞N＞O＞C；N₂O；直線形；
（4）根據(jù)圖1，距離S^2-最近的鋅離子有4個(gè)，即S^2-的配位數(shù)為4，
故答案為：4；
（5）（SCN）₂分子的結(jié)構(gòu)N≡C-S-S-C≡N，1mol（SCN）₂分子中含有共價(jià)鍵的數(shù)目為為9N_A，Cu原子位于晶胞面心，數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子為晶胞頂點(diǎn)，數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，晶胞體積V=（a×10^-7）3，密度$\frac{m}{V}$=$\frac{64×3+197}{\frac{{N}_{A}}{{a}^{3}×1{0}^{-21}}}$=$\frac{389}{{N}_{A}•{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3，
故答案為：9N_A；$\frac{389}{{N}_{A}•{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了元素周期表和元素周期律的綜合應(yīng)用，涉及原子雜化方式的判斷、微�？臻g構(gòu)型的判斷、晶體的密度求算等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，注意第一電離能規(guī)律中的異�，F(xiàn)象，為易錯(cuò)點(diǎn)，掌握根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞原子個(gè)數(shù)的高頻考題技巧，題目難度中等．