Question

20．下表給出五種元素的相關信息，根據以下信息填空：

元素	相關信息
A	基態原子2p能級有3個單電子
B	基態原子p軌道上成對電子數等于未成對電子數
C	氫化物常用于刻蝕玻璃
D	基態原子核外電子分處6個不同能級，且每個能級均已排滿
E	原子序數等于C與D的原子序數之和

（1）D的元素符號為Ca．14gA的單質分子中π鍵的個數為6.02×10²³ ．
（2）B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的，原因是水分子之間形成氫鍵．
（3）A、B、C 3種元素的電負性由大到小的順序為F＞N＞O（用元素符號表示）．
（4）E²⁺的價層電子排布圖為．
（5）A的最簡單氫化物分子的空間構型為三角錐形，其中A原子的雜化類型是sp³雜化．
（6）C和D形成的化合物的晶胞結構如圖所示，已知晶體的密度為ρ g•cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$cm．（用ρ、N_A的計算式表示）

Answer 1

分析 A基態原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為N元素；B意思是基態原子p軌道上成對電子數等于未成對電子數，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則B為O元素；C的氫化物常用于刻蝕玻璃，則C為F元素；D元素基態原子核外電子分處6個不同能級，且每個能級均已排滿，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，則D為Ca；E的原子序數等于C與D的原子序數之和，即E的原子序數為9+20=29，故E為Cu．

解答 解：A基態原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為N元素；B意思是基態原子p軌道上成對電子數等于未成對電子數，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則B為O元素；C的氫化物常用于刻蝕玻璃，則C為F元素；D元素基態原子核外電子分處6個不同能級，且每個能級均已排滿，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，則D為Ca；E的原子序數等于C與D的原子序數之和，即E的原子序數為9+20=29，故E為Cu．
（1）D的元素符號為Ca，A的單質為N₂，結構式為N≡N，14g氮氣為$\frac{14g}{28g/mol}$=0.5mol，含有π鍵的個數為 0.5mol×2×6.02×10²³ mol^-1=6.02×10²³ ，
故答案為：Ca；6.02×10²³ ；
（2）B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的，原因是：水分子之間形成氫鍵，增大分子間的作用，
故答案為：水分子之間形成氫鍵；
（3）同周期所原子序數增大元素的電負性增大，3種元素的電負性由大到小的順序為：F＞N＞O，
故答案為：F＞N＞O；
（4）Cu²⁺的價層電子排布式為3d⁹，則價電子排布圖為，
故答案為：；
（5）A的最簡單氫化物為NH₃，分子的空間構型為三角錐形，其中N原子形成3個N-H鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，N原子的雜化類型是sp³雜化，
故答案為：三角錐形；sp³雜化；
（6）晶胞中白色球數目為8、黑色球數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，結合化學式CaF₂可知白色球為F、黑色球為Ca，晶胞質量為4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g，晶體的密度為ρ g•cm^-3，則4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g÷=（a cm）³×ρ g•cm^-3，故
晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$ cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、電負性、氫鍵、空間構型與雜化方式判斷、晶胞計算等，注意氫鍵對物質性質的影響，掌握均攤法進行晶胞有關計算．