Question

6．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種元素，其中前四種為短周期主族元素，后兩種為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期；C原子核外所有p軌道全滿或半滿；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4；E是前四周期中電負性最小的元素；F在周期表的第七列．請根據(jù)以上相關(guān)信息，回答下列問題．
（1）A基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈啞鈴形．
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，所畫的B電子排布圖如圖，違背了泡利不相容原理．
（3）F位于ⅦB族ds 區(qū)，其基態(tài)原子有25種運動狀態(tài)．
（4）CD₃中心原子的雜化方式為sp³，用價層電子對互斥理論推測其分子空間構(gòu)型為三角錐形，檢驗E元素的方法是焰色反應(yīng)．
（5）若某金屬單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．則晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的面心立方最密堆積．若已知該金屬的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，金屬的相對原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為$\frac{\sqrt{2}M}{8zx3vhjx^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（用字母表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F兩種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中前四種為短周期主族元素，后兩種為第四周期元素．A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，則A為N元素；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，原子序數(shù)大于Mg，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³，故C為P元素；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負性最小的元素，則E為K；F處于第四周期，且在第七列，則F為Mn，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F兩種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中前四種為短周期主族元素，后兩種為第四周期元素．A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，則A為N元素；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，原子序數(shù)大于Mg，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³，故C為P元素；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負性最小的元素，則E為K；F處于第四周期，且在第七列，則F為Mn．
（1）A為N元素，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈啞鈴形，
故答案為：3；啞鈴；
（2）由泡利原理可知，電子在同一軌道內(nèi)的自旋方向應(yīng)相反，B基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個電子自旋方向相同，則違反了泡利不相容原理，
故答案為：泡利不相容；
（3）F處于第四周期，且在第七列，為ⅦB族元素，最后填充的為d電子，屬于d區(qū)元素，核外電子數(shù)為25，有25種運動狀態(tài)不同的電子，
故答案為：ⅦB；d；25；
（4）PCl₃中P原子孤電子對數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，E為K，檢驗K元素應(yīng)利用焰色反應(yīng)，
故答案為：sp³；三角錐形；焰色反應(yīng)；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，以頂點原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個頂點原子為12個面共用，故晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為面心立方最密堆積，
晶胞的邊長為 $\frac{\sqrt{2}}{2}$×4d cm=2$\sqrt{2}$d cm，所以晶胞的體積為（2$\sqrt{2}$d cm）³，根據(jù)均攤法可知，每個晶胞中含有的原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，所以晶胞的密度為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷（2$\sqrt{2}$d cm）³=
=$\frac{\sqrt{2}M}{8nj7rfd1^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：12；面心立方最密堆積；$\frac{\sqrt{2}M}{8xdz7jrl^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、元素周期表、雜化方式與空間構(gòu)型、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，注意識記中學(xué)常見的晶胞結(jié)構(gòu)，掌握均攤法進行晶胞有關(guān)計算．