Question

A、B、C、D、E為前四周期元素，A元素原子的價電子排布為ns²np²．B元素原子的最外層電子數是其電子層數的3倍．C元素原子的M電子層中有3個未成對電子．D元素原子核外M層中只有兩對成對電子，E的原子序數為29，請用元素符號或化學用語回答：
（1）當n=2時，AB₂屬于

 

分子（填“極性”或“非極性”），分子中有

 

個π鍵．
（2）在元素周期表中．位于C元素上方元素的簡單氣態氫化物中．中心原子的雜化方式為

 

雜化．其分子的空間構型為

 

．
（3）B、C、D三種元素的第一電離能大小順序為

 

．
（4）E元素基態原子的核外電子排布式為

 

．
（5）原子序數最小的A元素及相鄰同族元素形成的晶胞結構如圖所示，該晶胞的化學式為

 

．晶胞中化學鍵鍵角為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A、B、C、D為前四周期元素，B元素的最外層電子數是其電子層數的3倍，最外層電子數不超過8個，所以該元素為O元素，C元素原子的M電子層的P亞層中有3個未成對電子，則C是P元素，D元素原子核外的N層中只有2對成對電子，則D的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，則D是S元素，E的原子序數為29，則E為Cu元素；
（1）當n=2時，A是C元素，則AB₂是CO₂，根據二氧化碳分子正負電荷重心是否重合判斷，根據二氧化碳結構計算π鍵個數；
（2）在元素周期表中．位于C元素上方元素的為氮元素，其簡單氣態氫化物中．中心原子的價電子對數為

5+3

2

=4，所以其雜化方式為 sp³雜化，由于中心原子有一對孤電子對，所以其分子的空間構型為三角錐形，據此答題；
（3）根據元素周期律可知，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，同一主族元素自上而下第一電離能呈減小趨勢，所以O、P、S三種元素的第一電離能大小順序為O＞P＞S，據此答題；
（4）E為Cu元素，其基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，據此答題；
（5）原子序數最小的A元素及相鄰同族元素形成的化合物為SiC，利用均攤法計算晶胞中所占有各原子的個數，進而得到化學式，SiC晶體的結構與金剛石相似從而可知鍵角．

解答： 解：A、B、C、D為前四周期元素，B元素的最外層電子數是其電子層數的3倍，最外層電子數不超過8個，所以該元素為O元素，C元素原子的M電子層的P亞層中有3個未成對電子，則C是P元素，D元素原子核外的N層中只有2對成對電子，則D的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，則D是S元素，E的原子序數為29，則E為Cu元素；
（1）當n=2時，A是C元素，則AB₂是CO₂，二氧化碳是直線型結構，正負電荷重心重合，所以是非極性分子，二氧化碳中碳氧之間是雙鍵，其中有一個是π鍵，所以每個二氧化學碳中含有2個π鍵，故答案為：非極性；2；
（2）在元素周期表中．位于C元素上方元素的為氮元素，其簡單氣態氫化物中．中心原子的價電子對數為

5+3

2

=4，所以其雜化方式為 sp³雜化，由于中心原子有一對孤電子對，所以其分子的空間構型為三角錐形，故答案為sp³；三角錐形；
（3）根據元素周期律可知，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，同一主族元素自上而下第一電離能呈減小趨勢，所以O、P、S三種元素的第一電離能大小順序為O＞P＞S，故答案為：O＞P＞S；
（4）E為Cu元素，其基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（5）原子序數最小的A元素及相鄰同族元素形成的化合物為SiC，利用均攤法計算晶胞中含有硅的個數為4，含有碳原子的個數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化學式為Si₄C₄，SiC晶體的結構與金剛石相似從而可知鍵角為109°28′，故答案為：Si₄C₄；109°28′．

點評：本題主要考查了原子結構、第一電離能、晶胞的計算等知識，解題關鍵是要熟練掌握元素周期律和周期表推元素的種類，題目難度中等．