Question

4．短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子排布式為ms¹，B元素的原子價電子排布式為ns²np²，C元素位于第二周期且原子中p能級與所有s能級電子總數(shù)相等，D元素原子的L層能級中有3個未成對電子．
（1）C元素原子基態(tài)時的價電子排布式為2s²2p⁴，若A元素為非金屬元素，A與C形成的化合物中的共價鍵屬于σ鍵（填“σ”或“π”）．
（2）當n=2時，B的最簡單氣態(tài)氫化物的電子式為，BC₂屬于非極性分子（填”極性“或”非極性“）；當n=3時，B與C形成的晶體屬于原子晶體．
（3）若A元素的原子最外層電子排布為2s¹，B元素的原子價電子排布為3s²3p²，A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞Si＞Li（用元素符號表示）．
（4）如圖為C元素與鈦、鈣元素形成的某晶體結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元．該晶體中每個鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子有8個，該晶體的化學(xué)式為CaTiO₃．

Answer 1

分析 短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子排布式為ms¹，則A位于ⅠA族，B元素的原子價電子排布為ns²np²，B位于ⅣA族，C元素位于第二周期且原子中p亞層與s亞層電子總數(shù)相等，其原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，故C為氧元素；D元素原子的L電子層的p亞層中有3個電子，則D元素原子電子排布式為1s²2s²2p³，故D為N元素，
（1）氧原子核外電子數(shù)為8，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
A元素的原子最外層電子排布為ms¹，A位于ⅠA族，若A為非金屬元素，則A為氫元素，與氧元素形成的化合物為水等，共價鍵為1s電子與2p電子成鍵；
（2）當n=2時，B為碳元素，其簡單氫化物為CH₄；根據(jù)C原子所成σ鍵數(shù)目，確定雜化方式；CO₂為直線型結(jié)構(gòu)，分子中正負電荷中心重合；
當n=3時，B為Si元素，與氧元素形成的化合物為二氧化硅，屬于原子晶體；
（3）若A元素的原子最外層電子排布為2s¹，則A為Li元素，B元素的原子價電子排布為3s²3p²，則B為Si元素，同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于O元素，非金屬性越強第一電離能越大；
（4）以頂點Ti原子進行研究，該晶體中每個鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子位于面心，而每個頂點為8個晶胞共用；根據(jù)均攤法計算晶胞中Ca、Ti、O原子數(shù)目，進而確定化學(xué)式．

解答 解：短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子排布式為ms¹，則A位于ⅠA族，B元素的原子價電子排布為ns²np²，B位于ⅣA族，C元素位于第二周期且原子中p亞層與s亞層電子總數(shù)相等，其原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，故C為氧元素；D元素原子的L電子層的p亞層中有3個電子，則D元素原子電子排布式為1s²2s²2p³，故D為N元素，
（1）C為氧元素，氧原子核外電子數(shù)為8，價電子排布為2s²2p⁴；
A元素的原子最外層電子排布為ms¹，A位于ⅠA族，若A為非金屬元素，則A為氫元素，與氧元素形成的化合物為水等，共價鍵為1s電子與2p電子成鍵，屬于σ鍵，
故答案為：2s²2p⁴；σ；
（2）當n=2時，B為碳元素，其簡單氫化物為CH₄，為正四面體結(jié)構(gòu)，電子式為；C原子成4個σ鍵、沒有孤對電子，故C原子采取sp³雜化方式；CO₂為直線型結(jié)構(gòu)，分子中正負電荷中心重合，屬于非極性分子；
當n=3時，B為Si元素，與氧元素形成的化合物為二氧化硅，屬于原子晶體；
故答案為：；非極性；原子；
（3）若A元素的原子最外層電子排布為2s¹，則A為Li元素，B元素的原子價電子排布為3s²3p²，則B為Si元素，同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于O元素，非金屬性越強第一電離能越大，故第一電離能N＞O＞Si＞Li，
故答案為：N＞O＞Si＞Li；
（4）以頂點Ti原子進行研究，該晶體中每個鈦原子周圍與它最近且距離相等的鈣離子位于面心，每個頂點為8個晶胞共用，故與Ti原子最近且距離相等的鈣離子有8個，晶胞中Ca原子數(shù)目=1、Ti原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1、O原子數(shù)目=12×$\frac{1}{3}$=4，該晶體的化學(xué)式為 CaTiO₃，
故答案為：8；CaTiO₃．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、電離能、晶胞計算等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識的理解掌握．