Question

8．現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請根據(jù)下列相關信息，回答問題．

A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同

B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1

C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期

D元素的族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期

E位于周期表中第七列

F元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子

（1）A的基態(tài)原子最外層有4種不同運動狀態(tài)的電子，F(xiàn)位于ds區(qū)．
（2）E²⁺的基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，AD₄為非極性（填極性或非極性）分子．
（3）A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序是C＜N＜O（用元素符號表示），B和C兩元素中，B的第一電離能較大的原因是N元素的2p軌道上電子處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結構，與AC₂互為等電子體的分子的名稱為一氧化二氮．（只寫一種）
（4）BD₃中心原子的雜化方式為sp³雜化，其分子空間構型為三角錐形．
（5）用晶體的x射線衍射法對F的測定得到以下結果：F的晶胞為面心立方最密堆積（如右圖），又知該晶體的密度為ρg/cm³，晶胞中該原子的配位數(shù)為12；F的原子半徑是$\sqrt{2}×\root{3}{\frac{4}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰pm；（阿伏加德羅常數(shù)為N_A）．

Answer 1

分析 A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同，其電子排布為1s²2s²2p²，則A為C；B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1個，其電子排布為1s²2s²2p³，則B為N；C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期，為第二周期元素，其電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為O；D元素的族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期，D在第三周期，為第ⅤⅡA元素，則D為Cl；E位于周期表中第七列，為第四周期ⅤⅡB元素，所以E為Mn；F元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則F為Cu，原子序數(shù)為29，據(jù)此答題．

解答 解：A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數(shù)相同，其電子排布為1s²2s²2p²，則A為C；B元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1個，其電子排布為1s²2s²2p³，則B為N；C原子p軌道上成對電子數(shù)等于未成對電子數(shù)，且與A同周期，為第二周期元素，其電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為O；D元素的族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，且不與A元素在同一周期，D在第三周期，為第ⅤⅡA元素，則D為Cl；E位于周期表中第七列，為第四周期ⅤⅡB元素，所以E為Mn；F元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則F為Cu，原子序數(shù)為29，
（1）A的基態(tài)原子最外層有4個電子，則有4種不同運動狀態(tài)的電子，F(xiàn)為Cu，F(xiàn)位于ds區(qū)，
故答案為：4；ds；
（2）E為Mn，原子序數(shù)為25，其基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，所以E²⁺的基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，CCl₄為非極性分子，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；非極性；
（3）元素的非金屬性越強，電負性越強，A、B、C三種元素的非金屬性C＜N＜O，所以C電負性由小到大的順序是C＜N＜O，由于N元素的2p軌道上電子處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結構，所以N的第一電離能大于O，與CO₂互為等電子體的分子為N₂O等，其名稱為一氧化二氮，
故答案為：C＜N＜O；N元素的2p軌道上電子處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結構；一氧化二氮；
（4）NH₃中N原子孤電子對數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則N原子為sp³雜化，分子空間構型為三角錐形，
故答案為：sp³雜化；三角錐形；
（5）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個頂點Cu原子為12個面共用，故Cu的配位數(shù)為12；令Cu原子半徑為r cm，則晶胞棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r cm=2$\sqrt{2}$r cm，則晶胞體積=（2$\sqrt{2}$rcm）³，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量=4×$\frac{64}{{N}_{A}}$g，根據(jù)$ρ=\frac{\frac{4×64}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$可得r=$\sqrt{2}×\root{3}{\frac{4}{{N}_{A}ρ}}$cm=$\sqrt{2}×\root{3}{\frac{4}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰pm，故答案為：12；$\sqrt{2}×\root{3}{\frac{4}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰．

點評 本題考查位置、結構與性質(zhì)的關系及應用，為高頻考點，把握原子的電子排布推斷元素為解答的關鍵，側重分析、推斷及應用能力的綜合考查，注意電子排布規(guī)律的應用及晶胞的計算方法，題目難度中等．