Question

6．已知A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素，原子序數(shù)依次增大，其中A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同；B原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ，B和E同主族，D原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列．試回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)F原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）關(guān)于B₂A₂的下列說(shuō)法中正確的是（填選項(xiàng)序號(hào)）③④．
①B₂A₂中的所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
②每個(gè)B₂A₂分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為1：1
③B₂A₂是由極性鍵和非極性鍵構(gòu)形成的非極性分子
④B₂A₂中心原子的雜化類型為sp雜化
（3）B、C、D三種元素第一電離能按由大到小的順序排列為N＞O＞C （用元素符號(hào)表示）．
（4）C的氣態(tài)氫化物與C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)生成一種鹽H，H晶體中存在的化學(xué)鍵類型有①②④（填選項(xiàng)序號(hào)）．
①離子鍵②共價(jià)鍵③氫鍵④配位鍵⑤金屬鍵
（5）基態(tài)E原子的最高能層具有的原子軌道數(shù)為4；B和E分別與氧元素形成的最高價(jià)氧化物中，熔沸點(diǎn)較高的是SiO₂（寫(xiě)化學(xué)式）．
（6）F單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方，其配位數(shù)為12；若F的相對(duì)分子質(zhì)量為M，它的晶胞棱長(zhǎng)為a（cm），則F晶體的密度為$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$g•cm^-3．（阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

Answer 1

分析 A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，則A為H元素；B原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級(jí)容納2個(gè)電子，則n=2，原子價(jià)電子排布式為2s²2p²，則B為C元素；D原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列，則F為Cu；B和E同主族，E的原子序數(shù)小于Cu，則E為Si，據(jù)此解答．

解答 解：A位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，則A為H元素；B原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級(jí)容納2個(gè)電子，則n=2，原子價(jià)電子排布式為2s²2p²，則B為C元素；D原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列，則F為Cu；B和E同主族，E的原子序數(shù)小于Cu，則E為Si．
（1）元素位于元素周期表的第四行、第十一列，基態(tài)F原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）①C₂H₂中H原子不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故錯(cuò)誤；
②C₂H₂分子結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為3：2，故錯(cuò)誤；
③C₂H₂分子結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，為直線型對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由極性鍵和非極性鍵構(gòu)形成的非極性分子，故正確；
④C₂H₂中心原子形成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子，碳原子雜化類型為sp雜化，故正確，
故選：③④；
（3）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（4）C的氣態(tài)氫化物與C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)生成一種鹽H為NH₄NO₃，晶體中存在的化學(xué)鍵類型有：離子鍵、共價(jià)、配位鍵，
故選：①②④；
（5）E為Si元素，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²，最高能層含有4個(gè)原子軌道數(shù)，B和E分別與氧元素形成二氧化碳、二氧化硅，前者屬于分子晶體，后者屬于原子晶體，故二氧化硅的熔沸點(diǎn)較高，
故答案為：4；SiO₂；
（6）Cu單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方，以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，則其配位數(shù)為$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，相對(duì)分子質(zhì)量為M，則晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，它的晶胞棱長(zhǎng)為a（cm），則F晶體的密度為$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}g}{（acm）^{3}}$=$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$g•cm^-3，
故答案為：12；$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、化學(xué)鍵、雜化方式、晶體類型與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，注意理解均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，熟記中學(xué)常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu)，理解同周期第一電離能異常情況，難度中等．