現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素,它們位于元素周期表的前四周期,B元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍;D元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)電子;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數(shù)相差3,且E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對(duì)電子。請(qǐng)回答下列問題:
(1) E元素基態(tài)原子的核外價(jià)層電子排布式為_________。
(2)用元素符號(hào)表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的排序_________。
(3) A元素與B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4。
①B2A4的結(jié)構(gòu)式為_________。
②下列有關(guān)C2A4的說法正確的是_________。
a.一個(gè)該分子中含有4個(gè)σ鍵
b.該分子可作為配位體形成配位鍵
c.該分子是非極性分子 d.1mol該分子最多可形成4mol氫鍵
e.該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān)
f.該分子中C的原子軌道是sp3雜化
(4)B單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示,E單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示。
則圖中的單質(zhì)B的名稱_________,圖甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)之_________。
E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣,欲比較ED與NaCl的晶格能大小,需考慮的數(shù)據(jù)是_______________________________________________________________________________。
(5)據(jù)最新資料顯示,F單質(zhì)的晶胞可能有多種,若其晶胞分別以六方緊密堆積和面心立方堆積存在時(shí),其單質(zhì)的密度之比為_________。
(每空2分,第(4)第1空1分,共計(jì)15分)(1)3d64s2(2)B<D<C
(3) ② b、e、f(全對(duì)2分,選對(duì)1~2個(gè)得1分,選錯(cuò)一個(gè)均不得分)
(4)金剛石;1:2 ;離子的半徑與離子所帶的電荷
(5)3:8
【解析】
試題分析:B元素原子的價(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,所以B是碳元素。D元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)電子,因此D是氧元素。C的原子序數(shù)介于B和D中間,則C是氮元素。E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對(duì)電子,這說明E應(yīng)該是第四周期元素,可能是Cr或Fe。E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數(shù)相差3,所以E只能是Fe,F(xiàn)是Cu。
(1)鐵的原子序數(shù)是26,根據(jù)構(gòu)造原理可知,其價(jià)電子排布式為3d64s2。
(2)B為碳元素,C為氮元素,D為氧元素,同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢,所以第一電離能O>C。由于氮元素原子2p能級(jí)有3個(gè)電子,處于半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能大于相鄰元素,所以B、C、D三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)镃<O<N。
(3)A元素與B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4,這說明A應(yīng)該是氫元素。
①B2A4是乙烯,其的結(jié)構(gòu)式為。
②C2A4的結(jié)構(gòu)式是,所以a. 一個(gè)該分子中含有5個(gè)σ鍵,a不正確;b.該分子中氮元素含有孤對(duì)電子,所以可作為配位體形成配位鍵,b周期;c.該分子不對(duì)稱,是極性分子,c不正確;d.由于氮元素可以形成氫鍵,所以平均1個(gè)N2H4分子可以形成6÷2=3個(gè)氫鍵,因此1mol該分子最多可形成3mol氫鍵,d不正確;e.氫鍵不是化學(xué)鍵,不影響物質(zhì)的穩(wěn)定性,即該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān),e正確;f.該分子中N原子的原子軌道是sp3雜化,f正確,答案選bef。
(4)根據(jù)晶胞的幾個(gè)可知,甲是金剛石。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,金剛石中配位數(shù)是4,而鐵是體心立方堆積,配位數(shù)是8,所以甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)之1:2;E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣,都是離子晶體,所以欲比較ED與NaCl的晶格能大小,應(yīng)該比較晶格能大小,即需要考慮的數(shù)據(jù)是離子的半徑與離子所帶的電荷。
(5)體心立方晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=1+8×=2;面心立方晶胞中實(shí)際含有的銅原子個(gè)數(shù)=6×+8×=4。設(shè)銅原子半徑是a,六方緊密堆積和面心立方堆積的邊長分別為x和y,則x2+2x2=(4a)2、y2+y2=(4a)2,解得x=、y=,所以根據(jù)×NA=2、×NA=4可知,二者的密度之比ρ1:ρ2=3:8。
考點(diǎn):考查元素推斷、核外電子排布、第一電離能、氫鍵、雜化軌道類型、晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及晶體的有關(guān)計(jì)算等
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