Question

【题目】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的前四周期元素，A是原子半径最小的元素，B元素有两个未成对电子，D元素的最外层电子是内层电子数的三倍，E的单质是自然界中最硬的金属，常用于制作合金，且其未成对电子数在同周期中最多。回答下列问题：

（1）利用原子发生跃迁时吸收或释放出的光用于鉴定E元素，该方法是________，其价层电子排布图为____________，根据_____________原理，该基态原子的电子排布应使其能量处于最低状态。

（2）根据电子排布，C元素处于周期表中_______区；根据元素周期律，电负性B_______C，第一电离能C________D（填“大于”、“小于”或者“等于”）。

（3）化合物A2D分子空间构型是_____________；A与C以原子个数比2:1形成的分子中C原子的杂化方式为_________，它是_________分子（填“极性”或“非极性”），且该分子可以与很多金属离子形成配合物，其中提供孤对电子的原子是____________（填元素符号）。

（4）生活中常见的B元素的同素异形体有两种，其结构为图1、图2所示：

①图1所对应的同素异形体可以导电，试从其结构予以解释_________。

②图2所对应的同素异形体的晶胞如图3，若B原子的半径为a nm，则该晶胞的空间利用率为_____________。（=1.732，结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】 光谱分析 能量最低原理 P 小于 大于 V形 SP3 极性 N 石墨的片层结构上所有的P轨道互相平行且相互重叠，使P轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 34.0%

【解析】(1)光谱分析利用原子的特征光谱对原子进行鉴定，根据能量最低原理，3d轨道和4s轨道半充满状态最稳定，故Cr原子的电子排布较特殊；利用原子发生跃迁时吸收或释放出的光用于鉴定Cr元素，该方法是光谱分析，其价层电子排布图为，根据能量最低原理原理，该基态原子的电子排布应使其能量处于最低状态；(2)可以推测A为H，D可以推测为O，则B为C，而C只能是N，N处于P区，电负性同一周期从左到右增大，则C小于N，第一电离能由于N原子处于半充满状态，能量低，第一电离能大，故N大于O；(3)H2O的构型为V形，N2H4中N原子有孤对电子，有三对成键电子对，故价层电子对为4，为SP3杂化，由于N2H4的非对称结构，是极性分子；N原子可以提供孤独电子形成配位键，故其中提供孤对电子的原子是N；(4)①石墨的片层结构上所有的P轨道互相平行且相互重叠，使P轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，故能导电；②该晶胞体对角线应该是5个C原子无隙并置，则体对角线长为8a，该晶胞中含8个C原子，列式为（8×4/3πa3）/ （8a/ ）3 =34%。