Question

7．a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數依次增大，相關信息如下表所示．

a	原子核外電子分別占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數相同
b	基態原子的p軌道電子數比s軌道電子數少1
c	在周期表所列元素中電負性最大
d	位于周期表中第4縱行
e	基態原子M層全充滿，N層只有一個電子

請回答：
（1）d屬于d區的元素，其基態原子的價電子排布圖為．
（2）b與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C（用元素符號表示）．
（3）c的氫化物水溶液中存在的氫鍵有4種，任意畫出一種、、、任意一種．
（4）a與其相鄰同主族元素的最高價氧化物的熔點高低順序為SiO₂＞CO₂（用化學式表示）．若將a元素最高價氧化物水化物對應的正鹽酸根離子表示為A，則A的空間構型為平面三角形；A的中心原子的軌道雜化類型為sp²雜化；與A互為等電子體的一種分子為SO₃（填化學式）．
（5）e與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在晶胞中e原子處于面心，該晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由e原子與Au原子構成的四面體空隙中，儲氫后的晶胞結構與金剛石晶胞結構相似，該晶體儲氫后的化學式為H₄Cu₃Au，若該晶體的相對分子質量為M，密度為ag/cm³，則晶胞的體積為$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm³（N_A用表示阿伏加德羅常數的值）．

Answer 1

分析 a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數依次增大，a原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故a為C元素；b元素基態原子的p軌道電子數比s軌道電子數少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，故b為N元素；c在周期表所列元素中電負性最大，則c為F元素；d位于周期表中第4縱行，且處于第四周期，故d為Ti；e的基態原子M層全充滿，N層只有一個電子，則核外電子數為2+8+18+1=29，故e為Cu，據此解答．

解答 解：a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數依次增大，a原子核外電子分占3個不同能級，且每個能級上排布的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故a為C元素；b元素基態原子的p軌道電子數比s軌道電子數少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，故b為N元素；c在周期表所列元素中電負性最大，則c為F元素；d位于周期表中第4縱行，且處于第四周期，故d為Ti；e的基態原子M層全充滿，N層只有一個電子，則核外電子數為2+8+18+1=29，故e為Cu，
（l）d為Ti元素，屬于d區的元素，基態原子的價電子排布3d²4s²，故其基態原子的價電子排布圖為，
故答案為：d；；
（2）與b同周期相鄰元素分別為C、O，同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子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，故第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）c的氫化物為HF，水溶液中存在的氫鍵有、、、，共4種，
故答案為：4；、、、任意一種；
（4）a與其相鄰同主族元素的最高價氧化物分別為CO₂、SiO₂，前者屬于分子晶體，后者屬于原子晶體，故熔點高低順序為SiO₂＞CO₂．a元素最高價氧化物水化物對應的正鹽酸根離子為CO₃^2-，離子中C原子價層電子對數=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，沒有孤電子對，故碳酸根離子為平面三角形結構，中心C原子的軌道雜化類型為 sp²雜化；與CO₃^2-互為等電子體的一種分子為SO₃等，
故答案為：SiO₂＞CO₂；平面三角形；sp²雜化；SO₃；
（5）Cu與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點，該晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，儲氫后的 晶胞結構與金剛石晶胞結構相似，金剛石晶胞結構為，則形成的晶體中晶胞中原子為H原子，共有有4個，Cu原子數目為6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子數目為8×$\frac{1}{8}$=1，該晶體儲氫后的化學式為H₄Cu₃Au，若該晶體的相對分子質量為M，晶胞質量為$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g，晶體密度為ag/cm³，則晶胞的體積為$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g÷ag/cm³=$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：H₄Cu₃Au；$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm³．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、電離能、氫鍵、晶體類型與性質、分子結構與性質、晶胞計算等，明確元素種類是解題關鍵，注意同周期元素第一電離能異常情況，注意利用均攤法進行晶胞的有關計算，難度中等．