Question

4．已知A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．A的基態(tài)原子2p能級有2個單電子；C占整個地殼質量的48.6%，是地殼中含量最多的元素；E的單質常溫常壓下為黃綠色氣體，化學性質十分活潑，具有毒性；F位于ds區(qū)，最外能層有單電子，是唯一的能大量天然產出的金屬；D與F不同周期，但最外能層電子數(shù)相等．
（1）寫出基態(tài)F原子的價電子排布式3d¹⁰4s¹
（2）A、B、C三種元素第一電離能由大到小順序為N＞O＞C   （用元素符號表示）
（3）A、C兩元素形成的化合物AC₂的分子空間構型直線型，AC₂中心原子的雜化方式sp，與 AC₂互為等電子體的粒子的化學式N₂O，NO₂⁺    （分子和離子各寫一種）．
（4）D、E形成的一種離子化合物，在如圖晶胞結構圖中黑球表示E的位置，白球表示D的位置，已知該晶胞的邊長為n cm，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞的密度ρ=$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$   g/cm³（用含a、N_A的計算式表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．A的基態(tài)原子2p能級有2個單電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C占整個地殼質量的48.6%，是地殼中含量最多的元素，則C為O元素；E的單質常溫常壓下為黃綠色氣體，化學性質十分活潑，具有毒性，則E為Cl；F位于ds區(qū)，最外能層有單電子，是唯一的能大量天然產出的金屬，F(xiàn)為Cu；D與F不同周期，但最外能層電子數(shù)相等，D的原子序數(shù)大于氧、小于Cl，可知D為Na，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）F為Cu元素，為29號元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則其價電子排布式為：3d¹⁰4s¹；
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）同一周期隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能總體呈現(xiàn)增大趨勢，N原子原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于氧元素的，所以第一電離能大小為：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）AC₂為CO₂，二氧化碳分子中含有兩個碳氧雙鍵，為直線型結構；二氧化碳分子中，碳原子形成2個σ鍵，沒有孤對電子，則C原子的雜化軌道類型為sp，
A、C兩元素形成的化合物CO₂的分子空間構型為直線形，與CO₂互為等電子體的粒子的化學式有N₂O、NO₂⁺ 等，
故答案為：直線型；sp；N₂O、NO₂⁺；
（4）E為Cl、D為Na，晶胞中氯離子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，鈉離子數(shù)目為1+12×$\frac{1}{4}$=4，則晶胞質量為4×$\frac{58.5}{{N}_{A}}$g，晶胞的邊長為n cm，
則晶胞的密度ρ=$\frac{\frac{58.5}{{N}_{A}}×4g}{（{ncm）}^{3}}$=$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

點評 本題考查較為綜合，涉及核外電子排布、電離能、空間構型、等電子體、晶胞計算等知識，題目難度中等，掌握均攤法進行晶胞有關計算，注意同周期第一電離能異常情況，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及綜合應用能力．