Question

19．在周期表中1～36號(hào)之間的A、B、C、D、E、F六種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，已知A與其余五種元素既不同周期也不同主族，B的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代，C元素原子的最外層有3個(gè)自旋方向相同的未成對(duì)電子，D原子核外電子有8種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，E元素在第四周期，E的基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)是核外電子總數(shù)的$\frac{1}{4}$，F(xiàn)元素位于周期表的ds區(qū)，其基態(tài)原子最外能層只有一個(gè)電子．
（1）寫出基態(tài)E原子的價(jià)電子排布圖3d⁵4s¹．
（2）B、C、D三種元素第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N（用元素符號(hào)表示）．
（3）B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分子中，中心原子的雜化類型為sp²雜化，C的單質(zhì)與化合物BD是等電子體，根據(jù)等電子體原理，寫出化合物BD的電子式．
（4）A₂D的沸點(diǎn)在同族元素中最高，其原因是由于水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)升高．A₂D由液態(tài)形成晶體時(shí)密度減小（填“增大”、“不變”或“減小”），其主要原因水形成晶體時(shí)，每個(gè)水分子與4個(gè)水分子形成氫鍵，構(gòu)成空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子空間利用率低，密度反而減小．（用文字?jǐn)⑹觯��?br />（5）已知D、F能形成一種化合物，其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為Cu₂O．（用元素符號(hào)表示）
若相鄰D原子和F原子間的距離為a cm，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，則該晶體的密度為$\frac{27\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g．cm^-3（用含a、N_A的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 在元素周期表前四周期中原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，B的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代，則B為C元素，D原子核外電子有8種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則D為O元素，C元素原子的最外層有3個(gè)自旋方向相同的未成對(duì)電子，且C的原子序數(shù)小于D，所以C為N元素，E元素在第四周期，E的基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/4，其原子外圍電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則E為Cr元素，F(xiàn)元素位于周期表的ds區(qū)，其基態(tài)原子最外能層只有一個(gè)電子，則F原子外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，所以F為Cu元素，A與其余五種元素既不同周期也不同主族，所以A為H元素，以此解答該題．

解答 解：（1）E為鉻元素，基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級(jí)是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（3）B為C元素，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為碳酸，分子中，中心原子C形成3個(gè)δ鍵，沒有孤電子對(duì)，為sp²雜化，氮的單質(zhì)與CO是等電子體，據(jù)等電子體的原理，CO的電子式為，
故答案為：sp²雜化；；
（4）H₂O由于水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)升高，由液態(tài)形成晶體時(shí)密度會(huì)減小，因?yàn)樗�分子之間形成氫鍵，氫鍵有方向性，每個(gè)水分子與4個(gè)水分子形成氫鍵，構(gòu)成空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子空間利用率低，使分子之間的間隙變大，密度反而減小，
故答案為：由于水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)升高； 減��；水形成晶體時(shí)，每個(gè)水分子與4個(gè)水分子形成氫鍵，構(gòu)成空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子空間利用率低，密度反而減��；
（5）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有氧原子數(shù)為$8×\frac{1}{8}+1$=2，銅原子數(shù)為4，所以該化合物的化學(xué)式為Cu₂O，若相鄰氧原子和銅原子間的距離為a cm，則晶胞的體對(duì)角線為4acm，所以邊長為$\frac{4}{\sqrt{3}}a$cm，所以體積為$（\frac{4}{\sqrt{3}}a）^{3}$cm³，該晶體的密度為 $\frac{\frac{64×4+16×2}{{N}_{A}}}{（\frac{4}{\sqrt{3}}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{27\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³（用含a、N_A的符號(hào)表示），
故答案為：Cu₂O；$\frac{27\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查較為綜合，涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)以及晶胞的計(jì)算，為高考常見題型，題目側(cè)重于考查原子核外電子排布、第一電離能、原子雜化、等電子體、氫鍵、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，中等難度，元素推斷是解題的關(guān)鍵，答題時(shí)注意物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的靈活運(yùn)用．