Question

11．現有五種元素，其中A、B、C為短周期主族元素，D、E為第四周期元素，它們的原子序數依次增大．請根據表中相關信息，回答問題．

A元素原子的核外p電子總數比s電子總數少1

B原子核外所有p軌道全滿或半滿

C元素的主族序數與周期數的差為4

D是前四周期中電負性最小的元素

E在周期表的第十一列

（1）A基態原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈紡錘形形．
（2）E在周期表的位置是第四周期第IB族，位于ds區，其基態原子有29種運動狀態．
（3）BC₃中心原子的雜化方式為sp³，用價層電子對互斥理論推測其分子空間構型為三角錐形，檢驗D元素的方法是焰色反應．
（4）E單質晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示．則晶胞中該原子的配位數為12，E單質晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的面心立方堆積．若已知E的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數，E的相對原子質量為M，則該晶體的密度為$\frac{M}{4\sqrt{2}p9vv5xb5^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（用字母表示）．

Answer 1

分析 A、B、C為短周期主族元素，D、E為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，A元素原子的核外p電子數比s電子數少1，其電子排布為：1s²2s²2p³，則A為N元素；B原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價電子為3s²3p³符號題意，則B為P元素；C元素的主族序數與周期數的差為4，C為第三周期第ⅤⅡA族元素，即C為Cl元素；D、E為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，D是前四周期中電負性最小的元素，則D為K元素；E在周期表的第11列，則E位于第四周期第IB族，為Cu元素，然后利用原子結構及分子的空間構型來解答．

解答 解：A、B、C為短周期主族元素，D、E為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，A元素原子的核外p電子數比s電子數少1，其電子排布為：1s²2s²2p³，則A為N元素；B原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價電子為3s²3p³符號題意，則B為P元素；C元素的主族序數與周期數的差為4，C為第三周期第ⅤⅡA族元素，即C為Cl元素；D、E為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，D是前四周期中電負性最小的元素，則D為K元素；E在周期表的第11列，則E位于第四周期第IB，為Cu元素，
（1）A為N元素，N的基態原子中能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有x、y、z三個方向；p軌道呈紡錘形，
故答案為：3；紡錘形；
（2）E為Cu原子，原子序數為29，位于周期表中第四周期第IB族，位于周期表中的ds區，銅原子的核外電子總數為29，所以其基態原子有29種不同的運動狀態，
故答案為：第四周期第IB族；ds；29；
（3）BC₃為PCl₃，其中心原子P形成了3個單鍵，還存在1對孤對電子，則其雜化軌道數為4，采用sp³；由于三氯化磷分子中含有1對孤對電子，則其空間構型為三角錐形；D為K元素，檢驗鉀元素可以通過焰色反應檢驗，
故答案為：sp³；三角錐形；焰色反應；
（4）E為Cu元素，由晶胞結構可知，以頂點原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個頂點原子為12個面共用，故晶胞中該原子的配位數為12；該單質晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積，結合乙圖可知，晶胞的邊長為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4dcm=2$\sqrt{2}$dcm，所以晶胞的體積為（2$\sqrt{2}$dcm）³=16$\sqrt{2}$d³cm³，根據均攤法可知，每個晶胞中含有的原子數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以晶胞的密度為：$\frac{\frac{4×M}{{N}_{A}}g}{16\sqrt{2}p9vv5xb5^{3}c{m}^{3}}$=$\frac{M}{4\sqrt{2}p9vv5xb5^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：12；面心立方堆積；$\frac{M}{4\sqrt{2}p9vv5xb5^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查位置、結構、性質的關系及其應用，題目難度較大，推斷各元素為解答關鍵，注意熟練掌握原子結構與元素周期表、元素周期律的關系，（4）為難點，注意掌握晶胞計算的方法與技巧．