Question

13．A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次遞增．已知：
①F的原子序數(shù)為25，其余均為短周期元素；
②元素A與元素B同周期，元素A與元素E同主族，且A、B、E三原子p軌道上均有2個未成對電子；
③元素C、D、E在同一周期，且C原子中沒有未成對電子．
請回答下列問題：
（1）元素A與元素B的電負性大小比較為O＞C，元素C與元素D的第一電離能的大小比較為Mg＞Al（填人相應(yīng)的元素符號）．
（2）F的核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ ．
（3）元素B與元素E形成的晶體所屬的晶體類型為原子晶體，在該晶體中原子間形成的共價鍵屬于A（從下列選項中選出正確類型）．
A．σ鍵    B．π鍵    C．既有σ鍵，又有π鍵
（4）由氫元素與A、B兩元素共同構(gòu)成的相對分子質(zhì)量為30的分子里中心原子的雜化軌道類型為sp²，分子的空間構(gòu)型為平面三角形．
（5）根據(jù)等電子原理，寫出由元素原子A與元素B構(gòu)成的一種雙原子極性分子的結(jié)構(gòu)式C≡O(shè)．
（6）已知金剛石的晶胞如圖所示，若該晶體的密度為ag/cm³，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A，則晶體中最近的兩個C原子之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm（用代數(shù)式表示，不必化簡）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次遞增，
①F的原子序數(shù)為25，其余均為短周期元素，F(xiàn)為Mn元素；
②元素A與元素B同周期，元素A與元素E同主族，且A、B、E三原子p軌道上均有2個未成對電子，這幾種原子序數(shù)都小于F，所以AB位于第二周期、E位于第三周期，A為C、B為O、E為Si元素；
③元素C、D、E在同一周期，且C原子中沒有未成對電子，為第三周期，原子序數(shù)小于Si，則C是Mg、D為Al元素；
（1）同一周期元素，元素電負性隨著原子序數(shù)增大而增大；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（2）F是Mn元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該原子核外電子排布式；
（3）B是O元素，E是Si元素，元素B與元素E形成的晶體是二氧化硅晶體，二氧化硅晶體是原子晶體；二氧化硅晶體中Si-O原子之間形成共價單鍵；
（4）A是C元素，B是O元素，由氫元素與A、B兩元素共同構(gòu)成的相對分子質(zhì)量為30的分子是HCHO，甲醛分子中中心原子是碳原子，碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式及空間構(gòu)型；
（5）價電子數(shù)相同原子個數(shù)相同的微�；�為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似；
（6）晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$，該晶胞中原子個數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞體積=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，該晶胞體長=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次遞增，
①F的原子序數(shù)為25，其余均為短周期元素，則F是Mn元素；
②元素A與元素B同周期，元素A與元素E同主族，A、B、E三原子p軌道上均有2個未成對電子，A的原子序數(shù)最小，則A是C元素，A和B同周期，則B是O元素，E原子序數(shù)大于B，所以E位于第三周期，則E是Si元素；
③元素C、D、E在同一周期，且C原子中沒有未成對電子，C的原子序數(shù)小于E，則C是Mg，D的原子序數(shù)大于C小于E，則D是Al元素，
（1）A是C元素，B是O元素，同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以元素A與元素B的電負性大小比較為O＞C；
C是Mg元素，D是Al元素，同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族元素大于相鄰主族元素的第一電離能，所以元素C與元素D的第一電離能的大小比較為：Mg＞Al，
故答案為：O；C；Mg；Al；
（2）F是Mn元素，其原子核外有25個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，F(xiàn)的核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，故答案為：[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ ；
（3）B是O元素，E是Si元素，元素B與元素E形成的晶體是二氧化硅晶體，二氧化硅晶體的構(gòu)成微粒是原子，所屬的晶體類型為原子晶體，在該晶體中每個硅原子和4個氧原子形成4個硅氧鍵，每個氧原子和2個硅原子形成2個硅氧鍵，原子間以共價單鍵相結(jié)合，所以原子間形成的共價鍵屬于σ鍵，故選A，
故答案為：原子；A；
（4）A是C元素，B是O元素，由氫元素與A、B兩元素共同構(gòu)成的相對分子質(zhì)量為30的分子是HCHO，甲醛分子中中心原子是碳原子，碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以甲醛里中心原子的雜化軌道類型為sp²，分子的空間構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：sp²；平面三角形；
（5）根據(jù)等電子原理，A是C元素，B是O元素，由元素A與元素B構(gòu)成的一種雙原子極性分子是CO，CO和氮氣分子實驗等電子體，等電子體的結(jié)構(gòu)相似，所以一氧化氮的結(jié)構(gòu)式為：C≡O(shè)，
故答案為：C≡O(shè)；
（6）晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$，該晶胞中原子個數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞體積=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，該晶胞體長=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、原子核外電子排布、元素周期律等知識點，側(cè)重考查學生分析判斷及空間想象能力、計算能力等，明確基本理論及物質(zhì)結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，要知道該晶胞中哪兩個原子距離最近是解答本題難點，題目難度中等．