Question

10．已知A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．A、C原子的L能層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子，C、D同主族．E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)原子除最外能層只有1個(gè)電子外，其余各能層均為全充滿(mǎn)．根據(jù)以上信息填空：
（1）基態(tài)E原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為N，該能層具有的原子軌道數(shù)為16．
（2）E³⁺離子的價(jià)層電子排布式為3d⁵．
（3）DCl₂中D原子采取的軌道雜化方式為sp³，C元素的氣態(tài)氫化物的VSEPR模型名稱(chēng)為四面體．
（4）寫(xiě)出一個(gè)與DAB^-離子互為等電子體的合理分子式：．
（5）已知F的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，F(xiàn)的原子直徑d=0.256nm，求1cm³ F中，含有F原子的個(gè)數(shù)約為8.44×10²²個(gè)．（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數(shù)介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個(gè)電子外，其余各能層均為全充滿(mǎn)，F(xiàn)原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數(shù)介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個(gè)電子外，其余各能層均為全充滿(mǎn)，F(xiàn)原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，
（1）E為Fe，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，電子占據(jù)的最高能層為第4能層，符號(hào)N，該能層有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道、5個(gè)d軌道、7個(gè)f軌道，共有16 個(gè)原子軌道，故答案為：N；16；
（2）Fe³⁺離子的價(jià)層電子排布式為3d⁵，故答案為：3d⁵；
（3）SCl₂中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，S原子采取sp³雜化方式，C的氣態(tài)氫化物為H₂O，2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，VSEPR模型名稱(chēng)為四面體，故答案為：sp³；四面體；
（4）化合物CO₂、N₂O和陰離子SCN^-互為等電子體，CO₂的電子式為，故答案為：；
（5）Cu的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Cu原子直徑d=0.256nm，則晶胞體積為（$\sqrt{2}$×2.56×10^-8cm）³，則1cm³ Cu中含有Cu原子數(shù)目為：[1cm³÷（$\sqrt{2}$×2.56×10^-8cm）³]×4=8.44×10²²，
故答案為：8.44×10²²．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化理論、等電子體、配合物、晶胞計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，（5）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度中等．