Question

【题目】现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期。B元素含有3个能级，且毎个能级所含的电子数相间；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：

（1）请写出：D基态原子的价层电子排布图__________；F基态原子的外围电子排布式：_________。

（2）下列说法错误的是_________。

A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO2>CO2

B.电负性顺序：B<C<D

C.N2与CO为等电子体，结构相似。

D.稳定性：H2O>H2S，水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键

（3）F离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。向F硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成[F (X)4]2+，该离子的结构式为______（用元素符号表示）。

（4）某化合物与F(I)（I表示化合价为+1）结合形成图1所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式有________。

（5）B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示，则一个晶胞中所含B原子数为_______。

（6）D与F形成离子个数比为1：1的化合物，晶胞与NaCl类似，设D离子的半径为a pm, F离子的半径b pm，求该晶胞的空间利用率________。

Answer 1

【答案】 3d104s2 AD sp2、sp3 8

【解析】B元素含有3个能级1s、2s、2p，且每个能级所含的电子数相同，都是2个电子，则B为C元素；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，所以D是O元素；则C是N元素；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，说明E、F是第四周期元素，因为前三周期相邻主族元素的原子序数只差1，E元素的基态原子有4个未成对电子，则E为26号元素Fe，F为29号元素Cu。

（1）根据上述分析，D为O元素，其基态原子的价层电子排布图为；F为29号元素Cu，其基态原子的外围电子排布式为3d104s2。

（2）A.二氧化硅是原子晶体，二氧化碳是分子晶体，所以沸点：SiO2＞CO2，故A错误；B.同周期元素随核电荷数增大元素的电负性逐渐增强，则电负性顺序：C<N<O，故B正确；C.N2与CO为等电子体，具有相似的结构，故C正确；D.氢键与熔沸点高低有关，因为O的原子半径小于S的原子半径，所以H2O分子中共价键比H2S强，所以水更稳定，故D错误，故选AD。

（3）F为铜，C为N，N与A形成气体X，则A为H，X为NH3 ，向硫酸铜溶液中通入过量的氨气生成四氨合铜络离子[Cu(NH3)4]2+，该离子的结构式为。

（4）根据图1可以看出，杂环上的碳原子[C与N（或N）]含有3个σ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，亚甲基上碳原子含有4个共价单键，采用sp3杂化。

（5）根据晶胞结构可知，B原子有4个位于晶胞内部，其余B原子位于顶点、面心，则一个晶胞中所含B原子数为8×1/8+6×1/2+4=8个；

（6）根据上述分析，D与F分别为O、Cu，O与Cu形成离子个数比为1：1的化合物为CuO，CuO晶胞与NaCl类似，其晶胞结构为，晶胞中铜离子数目=阳离子数目=8×1/8+6×1/2=4，O2-离子的半径为apm，Cu2+离子的半径bpm，则晶胞中原子总体积=4×（ πa3+ πb3）pm3，晶胞棱长=2（a+b）pm，晶胞体积=8（a+b）3pm3，所以该晶胞的空间利用率= = 。