Question

下表為周期表的一部分，其中的字母代表對應(yīng)的元素

請回答下列問題：
（1）寫出元素I的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式

 

；已知M²⁺離子3d軌道中有6個(gè)電子，試推出M元素位于周期表的

 

周期

 

族．
（2）請列舉F的金屬性比C強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)：

 

，并用原子結(jié)構(gòu)理論解釋其原因：

 

．
（3）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，根據(jù)M=

m

n

測定B的氣態(tài)氫化物的相對分子質(zhì)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測定結(jié)果總比理論值高，其原因是

 

．
（4）H、A、G三種元素形成的晶體是一種礦物的主要成分，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，則該晶體的化學(xué)式為

 

；在該晶體中，G離子的配位數(shù)為

 

；若晶胞的邊長為acm，則晶體的密度為

 

g/cm³．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，A為氧，B為氟，C為鈉，D為鎂，E為氬，F(xiàn)為鉀，G為鈣，H為鈦，I為鉻，
（1）Cr原子核外電子數(shù)為24，結(jié)合構(gòu)造原理與洪特規(guī)則特例書寫其價(jià)電子排布式；M²⁺離子3d軌道中有6個(gè)電子，則M原子價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，為Fe元素，處于第四周期第Ⅷ族；
（2）可以根據(jù)與水反應(yīng)劇烈程度或最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱等說明金屬性強(qiáng)弱；結(jié)合原子半徑大小分析原子核對核外電子的吸引解答；
（3）B的氣態(tài)氫化物HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n；
（4）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中各原子數(shù)目，據(jù)此書寫化學(xué)式；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，由G最近的A原子位于晶胞棱中間，據(jù)此判斷其配位數(shù)；根據(jù)晶胞中含有的原子數(shù)目計(jì)算晶胞質(zhì)量，再計(jì)算晶胞體積，根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算晶胞的密度．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，A為氧，B為氟，C為鈉，D為鎂，E為氬，F(xiàn)為鉀，G為鈣，H為鈦，I為鉻，
（1）Cr原子核外電子數(shù)為24，由洪特規(guī)則特例可知，其價(jià)電子排布式為3d⁵4s¹；M²⁺離子3d軌道中有6個(gè)電子，則M原子價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，為Fe元素，處于第四周期第Ⅷ族；
故答案為：3d⁵4s¹；四、Ⅷ；
（2）相同條件下與水反應(yīng)，鉀比鈉劇烈（或最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：KOH＞NaOH），可以說明金屬性K比Na強(qiáng)，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)，雖然鉀的核電荷數(shù)比鈉多，但鉀的半徑比鈉大，核對最外層電子的引力鉀比鈉小，故鉀易失去電子，金屬性強(qiáng)，
故答案為：相同條件下與水反應(yīng)，鉀比鈉劇烈（或最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：KOH＞NaOH）；雖然鉀的核電荷數(shù)比鈉多，但鉀的半徑比鈉大，核對最外層電子的引力鉀比鈉小，故鉀易失去電子，金屬性強(qiáng)；
（3）B的氣態(tài)氫化物HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n，故測定HF的相對分子質(zhì)量結(jié)果總比理論值高，
故答案為：HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n；
（4）晶胞中O原子數(shù)目=12×

1

4

=3、Ti原子數(shù)目=8×

1

8

=1、Ca原子數(shù)目=1，則化學(xué)式為CaTiO₃；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，由Ca原子周圍與之最近的為O原子，位于晶胞棱中間，共有12個(gè)，故Ca的配位數(shù)為12；晶胞的質(zhì)量=

40+48×16×3

NA

g=

136

NA

g，晶胞的體積=a³cm³，則晶胞的密度=

136 NA g

a3cm3

=

136

NAa3

g/cm³，
故答案為：CaTiO₃；12；

136

NAa3

．

點(diǎn)評：本題考查元素周期表結(jié)構(gòu)、核外電子排布、元素周期律、氫鍵、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，難度中等，注意掌握均攤法進(jìn)行晶胞的計(jì)算．