Question

2．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素．
   試回答下列問題；
（1）d位于p區(qū)，其基態(tài)原子核外電子排布圖為．
（2）直線分子b₂a₂中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為3：2．
（3）b、c、d形成的雙核粒子中，互為等電子體的有CO、N₂、CN^-、C₂^2-（填粒子符號，任寫一對），c第一電離能大于d的原因是N原子的最外層P軌道處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去一個電子所需能量更多．
（4）在相同條件下，bd₂與gd₂在水中溶解度較大的是SO₂（填化學式）；gd₂原子的雜化方式為sp²，該分子的VSPR模型名稱為平面三角形．
（5）f分別與e、i形成的簡單化合物中，熔點較高的是NaF（填化學式），理由是NaF的晶格能大于NaCl．
（6）h的晶胞結(jié)構(gòu)圖及二維平面晶體示意圖如下，其中h原子半徑為r，列式表示h原子在晶胞的空間利用率$\frac{\sqrt{2}π}{6}$（不要求計算結(jié)果）．

Answer 1

分析 根據(jù)元素在周期表中位置可知，a為H，b為C，c為N，d為O，e為F，f為Na，g為S，h為Cu，i為Br，
（1）氧元素位P區(qū)，是8號元素，據(jù)此畫電子排布圖；
（2）C₂H₂中C、H之間有一個單鍵，C、C之間為參鍵，其中一個是σ鍵，兩個是π鍵；
（3）b、c、d形成的雙核粒子為CO、NO、N₂、O₂、CN^-、C₂^2-，等電子體為價電子數(shù)和原子數(shù)都相等的微粒，據(jù)此判斷，N原子的最外層P軌道處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（4）二氣化碳是非極性分子，二氧化硫是極性分子，根據(jù)相似相溶原理判斷溶解性，根據(jù)二氧化硫中硫原子的價層電子對數(shù)判斷硫原子的雜化方式及分子的VSPR模型；
（5）根據(jù)晶格能大小可以判斷NaCl和NaF的熔點高低；
（6）根據(jù)空間利用率=$\frac{晶胞中所含原子總體積}{晶胞體積}$×100%進行計算．

解答 解：根據(jù)元素在周期表中位置可知，a為H，b為C，c為N，d為O，e為F，f為Na，g為S，h為Cu，i為Br，
（1）氧元素位P區(qū)，是8號元素，電子排布圖為，故答案為：p；；　　　　　
（2）C₂H₂中C、H之間有一個單鍵，C、C之間為參鍵，其中一個是σ鍵，兩個是π鍵，所以C₂H₂中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為3：2，
故答案為：3：2；
（3）等電子體為價電子數(shù)和原子數(shù)都相等的微粒，b、c、d形成的雙核粒子為CO、NO、N₂、O₂、CN^-、C₂^2-，其中互為等電子體的是CO、N₂、CN^-、C₂^2-，N原子的最外層P軌道處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去一個電子所需能量更多，所以N第一電離能大于O，
故答案為：CO、N₂、CN^-、C₂^2-；N原子的最外層P軌道處于半滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去一個電子所需能量更多；
（4）二氣化碳是非極性分子，二氧化硫是極性分子，水為極性分子，所以二氧化硫在水中的溶解性更大，二氧化硫分子中硫原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3，所以硫原子的雜化方式為sp²，分子的VSPR模型為平面三角形，
故答案為：SO₂；sp²；平面三角形；
（5）由于NaF的晶格能大于NaCl，所以NaF的熔點高于NaCl，故答案為：NaF；NaF的晶格能大于NaCl；
（6）銅的晶胞中含有銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$$+6×\frac{1}{2}$=4，其中銅原子半徑為r，則銅原子體積為$\frac{4}{3}π{r}^{3}$，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖，晶胞的面對角線的長度為4r，所以晶胞的邊長為$2\sqrt{2}$r，所以晶胞的體積為（$2\sqrt{2}r$）³，所以銅晶胞中原子空間利用率=$\frac{晶胞中所含原子總體積}{晶胞體積}$×100%=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（{2\sqrt{2}r）}^{3}}$×100%=$\frac{\sqrt{2}π}{6}$，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}π}{6}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素周期表、等電子體、電離能、雜化軌道、核外電子排布、晶胞計算、晶體的性質(zhì)等，比較全面考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識，需要學生具備扎實的基礎，晶胞計算為易錯點，注意掌握同周期中第一電離能異常原因，難度較大．