Question

9．圖1為長(zhǎng)式周期表的一部分，其中的編號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素．

（1）寫出元素⑤的原子軌道表示式．
（2）寫出元素⑨的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式3d⁸4s²．
（3）表中屬于ds區(qū)的元素是⑩（填編號(hào)）
（4）元素⑩形成的單質(zhì)是由金屬鍵形成的晶體，該晶體采取的堆積方式是面心立方最密堆積，晶體中⑩元素原子的配位數(shù)是12．
（5）元素④、⑤、⑥、⑦的離子半徑由小到大的順序是Al³⁺＜Mg²⁺＜Cl^-＜S^2-（用離子符號(hào)表示）
（6）寫出元素①和元素⑧形成化合物的電子式K⁺[：H]^-．
（7）元素⑨與⑩的第二電離能分別為：I_⑨=1753kJ/mo1，I_⑩=1959kJ/mo1，第二電離能I_⑨＜I_⑩的原因是銅失去的是全充滿的3d¹⁰電子，鎳失去的是4s¹電子．
（8）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，②、④、⑨三種元素的原子形成的晶體具有超導(dǎo)性，其晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖2所示（圖中②、④、⑨分別位于晶胞的體心、頂點(diǎn)、面心），則該化合物的化學(xué)式為MgNi₃C（用對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為C，③為O，④為Mg，⑤為Al，⑥為S，⑦為Cl，⑧為Ca，⑨為Ni，⑩為Cu；
（1）元素⑤為Al，核電荷數(shù)為13，其基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，再畫出電子軌道表達(dá)式；
（2）Ni元素原子核外電子數(shù)為28，先結(jié)合能量最低原理書寫核外電子排布式，再寫出價(jià)電子排布式；
（3）以上元素只有Cu為ds區(qū)元素；
（4）Cu為金屬元素，其單質(zhì)晶體為金屬晶體，含有金屬鍵；根據(jù)晶胞類型判斷原子的堆積方式；根據(jù)晶胞類型判斷配位數(shù)；
（5）離子的電子層越多，半徑越大，具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)大的離子半徑�。�
（6）鉀是活潑金屬元素，而氫為非金屬元素，則KH是離子化合物，根據(jù)電子式的書寫來(lái)回答；
（7）Cu⁺的外圍電子排布為3d¹⁰，Ni⁺的外圍電子排布為3d⁸4s¹，Cu⁺的核外電子排布更穩(wěn)定；
（8）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Mg、Ni、C原子數(shù)目，確定化學(xué)式．

解答 解：由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為C，③為O，④為Mg，⑤為Al，⑥為S，⑦為Cl，⑧為Ca，⑨為Ni，⑩為Cu；
（1）元素⑤為Al，Al原子的質(zhì)子數(shù)為13，其基態(tài)時(shí)的軌道表示式為，故答案為：；
（2）Ni元素原子核外電子數(shù)為28，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則價(jià)電子排布式為3d⁸4s²，故答案為：3d⁸4s²；
（3）元素周期表中位于ds區(qū)的元素為第ⅠB、ⅡB族，以上元素只有Cu為ds區(qū)元素，故答案為：⑩；
（4）晶體Cu中含有的化學(xué)鍵為金屬鍵；該晶胞類型為面心立方晶胞，則其堆積類型為面心立方最密堆積；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，銅原子位于頂點(diǎn)和面心，一個(gè)晶胞中距離頂點(diǎn)銅原子最近且距離相等的、位于面心的銅原子數(shù)為3，由于該銅原子被8個(gè)晶胞共有，每個(gè)面心銅原子計(jì)算了兩次，則頂點(diǎn)銅原子配位數(shù)為：3×8÷2=12，即配位數(shù)為12，
故答案為：金屬；面心立方最密堆積；12；
（5）離子的電子層越多，半徑越大，具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)大的離子半徑小，所以離子半徑由小到大的順序?yàn)锳l³⁺＜Mg²⁺＜Cl^-＜S^2-，
故答案為：Al³⁺＜Mg²⁺＜Cl^-＜S^2-；
（6）K和H形成的化合物氯化鈣是離子化合物，電子式為K⁺[：H]^-，故答案為：K⁺[：H]^-；
（7）Cu⁺的外圍電子排布為3d¹⁰，呈半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，Ni⁺的外圍電子排布為3d⁸4s¹，Cu⁺的核外電子排布更穩(wěn)定，失去第二個(gè)電子更難，元素銅的第二電離能高于鎳的，
故答案為：銅失去的是全充滿的3d¹⁰電子，鎳失去的是4s¹電子；
（8）晶胞中Mg處于頂點(diǎn)，C處于體心，Ni處于面心，則晶胞中Ni原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3、C原子數(shù)目為1、Mg原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，則其化學(xué)式為MgNi₃C，故答案為：MgNi₃C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的應(yīng)用，涉及元素周期表中元素的分區(qū)、元素周期表中元素的位置、電子排布式、分子構(gòu)型、非金屬性比較等，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．