Question

14．已知A、B、C、D、E、F為元素周期表前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素．其中A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相等，B原子核外有三個能級，每個能級上的電子數(shù)相同．D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)是D的2倍．F元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位．回答下列問題：
（1）元素F基態(tài)原子價層電子排布式為3d⁶4s²．
（2）B、C、D第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N．（用元素符號表示）
（3）A與其它元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的電子式為；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的18電子化合物有H₂O₂、N₂H₄（寫出其中兩種的化學(xué)式）．
（4）BE₂分子中，按原子軌道的重疊方式的不同存在的共價鍵類型有σ鍵、π鍵；B原子的雜化軌道類型為sp；寫出兩種與BE₂互為等電子體的分子或離子CO₂、N₂O．
（5）F單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，即面心立方堆積和體心立方堆積，其晶胞的棱邊長分別為a cm、b cm，則F單質(zhì)的面心立方晶胞和體心立方晶胞的密度之比為2b³：a³，F(xiàn)原子配位數(shù)之比為3：2．

Answer 1

分析 A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相等，則A為H元素；B原子核外有三個能級，每個能級上的電子數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為C元素；D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)是D的2倍，則D為O元素、E為S元素；C原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位，則F為Fe，據(jù)此解答．

解答 解：A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相等，則A為H元素；B原子核外有三個能級，每個能級上的電子數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為C元素；D、E為同主族元素，且E的原子序數(shù)是D的2倍，則D為O元素、E為S元素；C原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F元素在地殼中含量位于金屬元素的第二位，則F為Fe．
（1）F為Fe，原子核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子價層電子排布式為：3d⁶4s²，故答案為：3d⁶4s²；
 （2）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，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：C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（3）A與其它元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形的為NH₃，該分子的電子式為，分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的18電子化合物有H₂O₂、N₂H₄、C₂H₆，
故答案為：；H₂O₂、N₂H₄；
（4）CO₂分子結(jié)構(gòu)式為O=C=O，按原子軌道的重疊方式的不同存在的共價鍵類型有σ鍵、π鍵，碳原子形成2個σ鍵，沒有孤對電子，C原子的雜化軌道類型為sp，與BE₂互為等電子體的分子或離子CO₂、N₂O、SCN^-等，
故答案為：σ鍵、π鍵；sp；CO₂、N₂O；
（5）面心立方晶胞邊長為acm，體積V=a³，含有Fe原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故a³ρ（面心）=4×$\frac{56}{{N}_{A}}$，
體心立方晶胞邊長為bcm，體積V=b³，含有Fe原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+1=2，故b³ρ（體心）=2×$\frac{56}{{N}_{A}}$，故ρ（面心）：ρ（體心）=2b³：a³，
面心立方晶胞中每個Fe原子周圍有12個Fe原子，體心立方晶胞中每個Fe原子周圍有8個Fe原子，故Fe原子配位數(shù)之比為12：8=3：2，
故答案為：2b³：a³；3：2．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、等電子體、化學(xué)鍵、雜化方式、晶胞計算等，注意理解均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計算，理解同周期第一電離能異常情況，難度中等．