Question

6．已知A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素，原子序數依次增大，其中A位于周期表的s區，其原子中電子層數和未成對電子數相同；B原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，B和E同主族，D原子的最外層電子數是其內層的3倍；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列．試回答下列問題：
（1）基態F原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）關于B₂A₂的下列說法中正確的是（填選項序號）③④．
①B₂A₂中的所有原子都滿足8電子穩定結構
②每個B₂A₂分子中σ鍵和π鍵數目比為1：1
③B₂A₂是由極性鍵和非極性鍵構形成的非極性分子
④B₂A₂中心原子的雜化類型為sp雜化
（3）B、C、D三種元素第一電離能按由大到小的順序排列為N＞O＞C （用元素符號表示）．
（4）C的氣態氫化物與C的最高價氧化物對應的水化物反應生成一種鹽H，H晶體中存在的化學鍵類型有①②④（填選項序號）．
①離子鍵②共價鍵③氫鍵④配位鍵⑤金屬鍵
（5）基態E原子的最高能層具有的原子軌道數為4；B和E分別與氧元素形成的最高價氧化物中，熔沸點較高的是SiO₂（寫化學式）．
（6）F單質的晶體堆積方式為面心立方，其配位數為12；若F的相對分子質量為M，它的晶胞棱長為a（cm），則F晶體的密度為$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$g•cm^-3．（阿伏伽德羅常數為NA）

Answer 1

分析 A位于周期表的s區，其原子中電子層數和未成對電子數相同，則A為H元素；B原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級容納2個電子，則n=2，原子價電子排布式為2s²2p²，則B為C元素；D原子的最外層電子數是其內層的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為O元素；C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列，則F為Cu；B和E同主族，E的原子序數小于Cu，則E為Si，據此解答．

解答 解：A位于周期表的s區，其原子中電子層數和未成對電子數相同，則A為H元素；B原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級容納2個電子，則n=2，原子價電子排布式為2s²2p²，則B為C元素；D原子的最外層電子數是其內層的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為O元素；C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素位于元素周期表的第四行、第十一列，則F為Cu；B和E同主族，E的原子序數小于Cu，則E為Si．
（1）元素位于元素周期表的第四行、第十一列，基態F原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）①C₂H₂中H原子不滿足8電子穩定結構，故錯誤；
②C₂H₂分子結構式為H-C≡C-H，分子中σ鍵和π鍵數目比為3：2，故錯誤；
③C₂H₂分子結構式為H-C≡C-H，為直線型對稱結構，由極性鍵和非極性鍵構形成的非極性分子，故正確；
④C₂H₂中心原子形成2個σ鍵、沒有孤對電子，碳原子雜化類型為sp雜化，故正確，
故選：③④；
（3）同周期隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（4）C的氣態氫化物與C的最高價氧化物對應的水化物反應生成一種鹽H為NH₄NO₃，晶體中存在的化學鍵類型有：離子鍵、共價、配位鍵，
故選：①②④；
（5）E為Si元素，基態原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²，最高能層含有4個原子軌道數，B和E分別與氧元素形成二氧化碳、二氧化硅，前者屬于分子晶體，后者屬于原子晶體，故二氧化硅的熔沸點較高，
故答案為：4；SiO₂；
（6）Cu單質的晶體堆積方式為面心立方，以頂點Cu原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個頂點為8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共用，則其配位數為$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Cu原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，相對分子質量為M，則晶胞質量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，它的晶胞棱長為a（cm），則F晶體的密度為$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}g}{（acm）^{3}}$=$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$g•cm^-3，
故答案為：12；$\frac{4M}{{N}_{A×{a}^{3}}}$．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、電離能、化學鍵、雜化方式、晶體類型與性質、晶胞計算等，注意理解均攤法進行晶胞有關計算，熟記中學常見晶胞結構，理解同周期第一電離能異常情況，難度中等．