Question

7．有A、B、C、D、E五種前四周期元素，其中A、C、B屬于同一周期，且原子序數(shù)依次增大；A原子的s電子總數(shù)等于p電子總數(shù)的2倍；B原子最外層中有兩個(gè)不成對(duì)的電子；D能與B形成的化合物DB₂中，D與B的質(zhì)量比為1：1；E原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子．請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
（1）A、B、C三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镃＜O＜N（用元素符號(hào)表示）．
（2）DB₂分子的空間構(gòu)型為V型；DB₃分子中D原子的雜化類型為sp²．
（3）C的氫化物晶體中，含有的作用力方式有共價(jià)鍵、范德華力、氫鍵．
（4）A、C可形成一種熔點(diǎn)比金剛石還高的化合物，已知該化合物中各原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且只含σ 鍵，該化合物的化學(xué)式為C₃N₄．
（5）E是日常生活中的常見(jiàn)金屬．
①E基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²．
②E晶體中原子的堆積方式是體心立方堆積，晶胞中E原子的配位數(shù)為8；實(shí)驗(yàn)測(cè)得E晶體的密度為ρg/cm³，設(shè) E的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則晶胞邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種前四周期元素，A原子的s電子總數(shù)等于p電子總數(shù)的2倍，則A的核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；A、B、C屬于同一周期，即位于第二周期，B原子最外層中有兩個(gè)不成對(duì)的電子，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故B為O元素；A、C、B屬于同一周期，且原子序數(shù)依次增大，所以C為N元素，D能與B形成的化合物DB₂中，D與B的質(zhì)量比為1：1，則D為硫元素，E原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)大于硫，則E為第四周期元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，所以E為鐵元素，據(jù)此答題．

解答 解：A、B、C、D、E五種前四周期元素，A原子的s電子總數(shù)等于p電子總數(shù)的2倍，則A的核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；A、B、C屬于同一周期，即位于第二周期，B原子最外層中有兩個(gè)不成對(duì)的電子，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故B為O元素；A、C、B屬于同一周期，且原子序數(shù)依次增大，所以C為N元素，D能與B形成的化合物DB₂中，D與B的質(zhì)量比為1：1，則D為硫元素，E原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)大于硫，則E為第四周期元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，所以E為鐵元素，
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素2p能級(jí)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，故C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篘＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）SO₂分子中，硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，有一對(duì)孤電子對(duì)，所以的空間構(gòu)型為V型，SO₃分子中，硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，S原子的雜化類型為 sp²，
故答案為：V型； sp²；
（3）C的氫化物為NH₃，晶體中含有的作用力方式有共價(jià)鍵、范德華力、氫鍵，
故答案為：共價(jià)鍵、范德華力、氫鍵；
（4）A、C可形成一種熔點(diǎn)比金剛石還高的化合物，應(yīng)為原子晶體，該化合物中各原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且只含σ 鍵，即單鍵，所以該化合物的化學(xué)式為C₃N₄，
故答案為：C₃N₄；
（5）E為鐵元素，①鐵是26號(hào)元素，鐵的基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s² 2p⁶ 3s²3p⁶3d⁶4s² 或[Ar]3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s² 2p⁶ 3s²3p⁶3d⁶4s² 或[Ar]3d⁶4s²；
②E晶體中原子的堆積方式是體心立方堆積，即鐵原子分布在立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和體心，以體心鐵原子為例，與之距離最近的鐵離子分布在8個(gè)頂點(diǎn)，所以晶胞中鐵原子的配位數(shù)為8，晶胞含有的鐵原子數(shù)為$\frac{1}{8}×8+1$=2，根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$可知，晶胞邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{\frac{2M}{{N}_{A}}}{ρ}}$cm=$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$cm，
故答案為：8；$\root{3}{\frac{2M}{{N}_{A}ρ}}$cm．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電子式表示共價(jià)化合物形成、價(jià)層電子對(duì)數(shù)理論、雜化發(fā)生判斷、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意理解掌握同周期第一電離能異常原因．