Question

10．已知A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數依次增大．A、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，C、D同主族．E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，F原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿．根據以上信息填空：
（1）基態E原子中，電子占據的最高能層符號為N，該能層具有的原子軌道數為16．
（2）E³⁺離子的價層電子排布式為3d⁵．
（3）DCl₂中D原子采取的軌道雜化方式為sp³，C元素的氣態氫化物的VSEPR模型名稱為四面體．
（4）寫出一個與DAB^-離子互為等電子體的合理分子式：．
（5）已知F的晶體結構為面心立方，F的原子直徑d=0.256nm，求1cm³ F中，含有F原子的個數約為8.44×10²²個．（保留3位有效數字）．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿，F原子核外電子數=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，據此解答．

解答 解：A、B、C、D四種短周期元素，它們的核電荷數依次增大，A原子、C原子的L能層中都有兩個未成對的電子，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故A為碳元素、C為氧元素；B原子序數介于C、O之間，則B為氮元素；C、D同主族，則D為S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則E為Fe；F原子除最外能層只有1個電子外，其余各能層均為全充滿，F原子核外電子數=2+8+18+1=29，則F為Cu元素，
（1）E為Fe，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，電子占據的最高能層為第4能層，符號N，該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道、7個f軌道，共有16 個原子軌道，故答案為：N；16；
（2）Fe³⁺離子的價層電子排布式為3d⁵，故答案為：3d⁵；
（3）SCl₂中S原子價層電子對數為2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，S原子采取sp³雜化方式，C的氣態氫化物為H₂O，2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，VSEPR模型名稱為四面體，故答案為：sp³；四面體；
（4）化合物CO₂、N₂O和陰離子SCN^-互為等電子體，CO₂的電子式為，故答案為：；
（5）Cu的晶體結構為面心立方，晶胞中Cu原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Cu原子直徑d=0.256nm，則晶胞體積為（$\sqrt{2}$×2.56×10^-8cm）³，則1cm³ Cu中含有Cu原子數目為：[1cm³÷（$\sqrt{2}$×2.56×10^-8cm）³]×4=8.44×10²²，
故答案為：8.44×10²²．

點評 本題是對考查物質結構的考查，涉及核外電子排布、雜化理論、等電子體、配合物、晶胞計算等，需要學生具備扎實的基礎，（5）中計算為易錯點、難點，需要學生具備一定的空間想象與數學計算能力，難度中等．