Question

現有七種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F、G為第四周期元素，它們的原子序數依次增大。請根據下列相關信息，回答問題：

A元素的核外電子數和電子層數相等，也是宇宙中最豐富的元素。

B元素原子的核外p電子數比s電子數少1。

C原子的第一至第四電離能分別是：I1=738kJ/mol   I2=1451J/mol   I3=7733kJ/mol  I4=10540kJ/mol

D原子核外所有p軌道全滿或半滿。

E元素的主族序數與周期數的差為4。

F是前四周期中電負性最小的元素。

G在周期表的第七列。

 
（1）已知BA₅為離子化合物，寫出其電子式__________________________________。
（2）B的基態原子中能量最高的電子，其電子云在空間有①_________個伸展方向，原子軌道呈②__________________形。
（3）某同學根據上述信息，推斷C的基態原子的核外電子排布圖為：   

該同學所畫的電子排布圖違背了_________________________。
（4）G位于①_________族②________區，價電子排布式為③______________________。
（5）DE₃分子中，中心原子的雜化方式為①_____________，其分子的立體構型為②_____________。
（6）F晶體的晶胞如下圖所示，若設該晶胞的密度為ag·cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，F原子的摩爾質量為M，則F原子的半徑為_____________cm。

Answer 1

(1) (2分)  （2）3(2分) ，啞鈴型(2分)  （3）泡利原理(1分) （4）第VIIB(1分) 
d(1分) ，3d⁵4s²(1分)    (5)sp³(1分) ，三角錐(1分)   （6） (3分)

試題分析：根據題目所給信息可知：A為H元素。B元素的核外電子排布為1s²2s²2p³。不可能為1s²2s²2p⁵3s²。
所以B為N元素。根據C原子的第一至第四電離能的數據：可知C原子最外層2個電子易失去。結合題干
信息，主族元素，原子序數遞增，可推知C為Mg元素。D原子核外所有p軌道全滿或半滿，可推知D的
核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³或者為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，前面排布是P元素。后面是Ar元素（非主族元素）。E元素的主族序數與周期數的差為4，D是P元素，所以E只能在第三周期，所以為第VIIA族。E為Cl元素。F是前四周期中電負性最小的元素，電負性同周期從左到右逐漸增大，同主族從上到下逐漸減小。所以可推知F是K元素。G在周期表的第七列。所以為第VIIB族。為Mn元素。綜上所述可推知各元素分別為：A是H，B是N，C是Mg，D是P，E是Cl，F是K，G是Mn。
（1）已知NH₅為離子化合物，非金屬離子化合物，顯然應是銨鹽，還有銨根離子，所以其電子式為。
（2）N的核外電子排布為1s²2s²2p³，其基態原子中能量最高的電子應是p電子，其電子云在空間有3個伸展方向（x，y，z），原子軌道呈啞鈴形。
（3）某同學根據上述信息，推斷C的基態原子的核外電子排布圖為：   

電子排布圖中3s違背了泡利原理。同一軌道上不可能存在兩個狀態完全一樣的電子。
（4）Mn價電子排布式為3d⁵4s²，位于第VIIB族d區。
（5）PCl₃分子中，根據VSEPR理論，價層電子對數目為4對，孤電子對數是1，所以中心原子的雜化方式為sp³，其分子的立體構型為三角錐。
（6）F晶體的晶胞如下圖所示，若設該晶胞的密度為ag·cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，F原子的摩爾質量為M，根據晶胞結構可推斷出，一個晶胞單元中含有2個金屬原子。設晶胞邊長為bcm，則有b=4r,根據ρ=，則有（）³= 可推出r=。