Question

6．我國從國外進口某原料經測定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大．元素A、B、C、D、E的原子結構等信息如表：

元素	元素性質或原子結構
A	周期表中原子半徑最小的元素
B	原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同
C	最外層P軌道半充滿
D	位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍
E	位于ds區且原子的最外層電子數與A的相同

請回答下列問題：（用A、B、C、D、E，所對應的元素符號作答）
（1）D位于周期表中p區，E的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）B、C、D第一電離能由大到小為N＞O＞C
（3）A和C形成的常見分子中，中心原子的雜化方式為sp³
（4）1molABC分子中含有σ鍵數目為2N_A
（5）與化合物BD互為等電子體的陰離子化學式為CN^-；
（6）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是N₂H₄分子之間存在氫鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大；周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級最多有3個，故成對電子總數只能為6，單電子數為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則C為N元素；E位于ds區且原子的最外層電子數與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，據此進行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大；周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級最多有3個，故成對電子總數只能為6，單電子數為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則C為N元素；E位于ds區且原子的最外層電子數與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，
（1）D為O元素，有兩個電子層，最外層有6個電子，所以是第二周期，第ⅥA族元素所以在p區，E為Cu元素，Cu的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：p；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；
（3）A和C形成的常見分子氨氣，中心原子氮形成3個σ鍵和1對孤電子對，該分子中碳原子的雜化方式為sp³，故答案為：sp³；
（4）1molABC分子是HCN，其結構式為：H-C≡N，叁鍵中只含有1個σ鍵，所以σ鍵數目為2N_A，故答案為：2N_A；
（5）原子總數相同、價電子總數相同的微粒互為等電子體，與化合物CO互為等電子體的陰離子化學式為 CN^-等，故答案為：CN^-；
（6）C₂H₆、N₂H₄分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是：N₂H₄分子之間存在氫鍵，故答案為：N₂H₄分子之間存在氫鍵．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電離能、核外電子排布、化學鍵、雜化軌道、氫鍵等，注意理解掌握同周期第一電離能異常原因，難度中等．