Question

有A、B、C、D、E、F、G、H原子序數(shù)遞增的前四周期八種元素．請根據(jù)下列信息，回答問題：

①A、B、C、D、E、F為短周期主族元素，原子半徑大小關(guān)系為A＜D＜C＜B＜F＜E；

②A與D形成的化合物常溫下為液態(tài)；

③B元素原子價電子（外圍電子）排布為nsnnpn

④F元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)多1；

⑤第一電子能：F＜E；

⑥G的基態(tài)原子核外有6個未成對電子；

⑦H能形成紅色（或磚紅色）的H2D和黑色的HD兩種化合物．

（1）G元素基態(tài)原子的價電子排布圖為

 

．
（2）BD₃^2-中B原子采取的雜化軌道類型為

 

．
（3）根據(jù)等電子體原理，推測C₂D分子的空間構(gòu)型為

 

．
（4）下列有關(guān)E、F的敘述正確的是

 

a．離子半徑E＞F              b．電負(fù)性E＜F
c．單質(zhì)的熔點(diǎn)E＞F            d．E、F的單質(zhì)均能與氧化物發(fā)生置換
e．E的氧化物具有兩性         f．E、F均能與氯元素構(gòu)成離子晶體
（5）CA₃極易溶于A₂D，原因是

 

．
（6）E單質(zhì)的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，晶胞如下圖丙所示．則E單質(zhì)的晶體堆積模型為

 

．若已知E原子半徑為r pm，N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)，晶胞的邊長為a．晶胞的高為h，則晶胞的密度可表示為

 

g/cm³．（用只含r和N_A代數(shù)式表示）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：有A、B、C、D、E、F、G、H原子序數(shù)遞增的前四周期八種元素，
①A、B、C、D、E、F為短周期主族元素，原子半徑大小關(guān)系為A＜D＜C＜B＜F＜E；
②A與D形成的化合物常溫下為液態(tài)，為水，A的原子序數(shù)小于D，則A是H元素、D是O元素；
③B元素原子價電子（外圍電子）排布為nsⁿnpⁿ，且B的原子序數(shù)小于D，n=2，則B是C元素，C的原子序數(shù)大于B而小于D，則C是N元素；
④F元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)多1，且原子序數(shù)大于D，則F是Al元素；
⑦H能形成紅色（或磚紅色）的H₂D和黑色的HD兩種化合物，則H是Cu元素；
⑥G的基態(tài)原子核外有6個未成對電子，則G是Cr元素；
⑤第一電子能：F＜E，且E的原子序數(shù)小于F，則E是Mg元素；
再結(jié)合題目分析解答．

解答： 解：有A、B、C、D、E、F、G、H原子序數(shù)遞增的前四周期八種元素，
①A、B、C、D、E、F為短周期主族元素，原子半徑大小關(guān)系為A＜D＜C＜B＜F＜E；
②A與D形成的化合物常溫下為液態(tài)，為水，A的原子序數(shù)小于D，則A是H元素、D是O元素；
③B元素原子價電子（外圍電子）排布為nsⁿnpⁿ，且B的原子序數(shù)小于D，n=2，則B是C元素，C的原子序數(shù)大于B而小于D，則C是N元素；
④F元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)多1，且原子序數(shù)大于D，則F是Al元素；
⑦H能形成紅色（或磚紅色）的H₂D和黑色的HD兩種化合物，則H是Cu元素；
⑥G的基態(tài)原子核外有6個未成對電子，則G是Cr元素；
⑤第一電子能：F＜E，且E的原子序數(shù)小于F，則E是Mg元素；
（1）G元素是Cr元素，其3d、4s電子為其價電子，則G元素基態(tài)原子的價電子排布圖為，
故答案為；
（2）CO₃^2-中C原子價層電子對個數(shù)=3+

1

2

×（4+2-3×2）=3，所以C原子采取的雜化軌道類型為sp²，故答案為：sp²；
（3）根據(jù)等電子體原理，等電子體結(jié)構(gòu)相似，推測N₂O和CO₂為等電子體，所以N₂O分子的空間構(gòu)型為 直線形，故答案為：直線形；
（4）E是Mg，F(xiàn)是Al元素，
a．電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以離子半徑E＞F，故正確；
b．同一周期元素，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負(fù)性E＜F，故正確；
c．鋁原子半徑小于鎂，而電荷大于Mg，所以單質(zhì)的熔點(diǎn)E＜F，故錯誤；            
d．E、F的單質(zhì)均能與氧化物發(fā)生置換，鎂和二氧化碳發(fā)生置換反應(yīng)，鋁和氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)，故正確；
e．F的氧化物具有兩性，E的氧化物沒有兩性，故錯誤；         
f．Al均能與氯元素構(gòu)成的化合物是分子晶體，故錯誤；
故選abd；
（5）NH₃極易溶于H₂O，原因是H₂O和NH₃是極性分子，H₂O與 NH₃形成氫鍵，根據(jù)“相似相溶”原理，NH₃在H₂O中溶解度極大，
故答案為：H₂O和NH₃是極性分子，H₂O與 NH₃形成氫鍵，根據(jù)“相似相溶”原理，NH₃在H₂O中溶解度極大；
（6）E單質(zhì)的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，晶胞如下圖丙所示．則E單質(zhì)的晶體堆積模型為六方最密堆積；
鎂原子的半徑為rpm，晶胞底面為平行四邊形，其各邊長為a=2r，所以平行四邊形的面積為S=a?asin60°=

3

2

a2，晶胞中平行四面體的h=2×邊長為a的四面體的高=2×

6

3

a=

2 6

3

a，所以V（晶胞）=S×h=

3

2

a2×

2 6

3

a=

2

a³=8

2

r³pm³，則其體積為（8

2

r³×10^-30）cm³，
該晶胞中Mg原子個數(shù)=1+8×

1

8

=2，則晶胞的密度=

24 NA ×2

(8 2 r3×10-30)

g/cm³，
故答案為：六方最密堆積；

24 NA ×2

(8 2 r3×10-30)

．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、相似相溶原理、元素周期律、原子雜化方式的判斷等知識點(diǎn)，這些知識點(diǎn)都是高考高頻點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞的計算，注意該晶胞的高不是兩個原子半徑之和，注意pm和cm之間的單位進(jìn)制，題目難度中等．