Question

现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题：

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素。

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1。

C原子的第一至第四电离能分别是：I1=738kJ/mol   I2=1451J/mol   I3=7733kJ/mol  I4=10540kJ/mol

D原子核外所有p轨道全满或半满。

E元素的主族序数与周期数的差为4。

F是前四周期中电负性最小的元素。

G在周期表的第七列。

 
（1）已知BA₅为离子化合物，写出其电子式__________________________________。
（2）B的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有①_________个伸展方向，原子轨道呈②__________________形。
（3）某同学根据上述信息，推断C的基态原子的核外电子排布图为：   

该同学所画的电子排布图违背了_________________________。
（4）G位于①_________族②________区，价电子排布式为③______________________。
（5）DE₃分子中，中心原子的杂化方式为①_____________，其分子的立体构型为②_____________。
（6）F晶体的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，F原子的摩尔质量为M，则F原子的半径为_____________cm。

Answer 1

(1) (2分)  （2）3(2分) ，哑铃型(2分)  （3）泡利原理(1分) （4）第VIIB(1分) 
d(1分) ，3d⁵4s²(1分)    (5)sp³(1分) ，三角锥(1分)   （6） (3分)

解析试题分析：根据题目所给信息可知：A为H元素。B元素的核外电子排布为1s²2s²2p³。不可能为1s²2s²2p⁵3s²。
所以B为N元素。根据C原子的第一至第四电离能的数据：可知C原子最外层2个电子易失去。结合题干
信息，主族元素，原子序数递增，可推知C为Mg元素。D原子核外所有p轨道全满或半满，可推知D的
核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p³或者为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，前面排布是P元素。后面是Ar元素（非主族元素）。E元素的主族序数与周期数的差为4，D是P元素，所以E只能在第三周期，所以为第VIIA族。E为Cl元素。F是前四周期中电负性最小的元素，电负性同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小。所以可推知F是K元素。G在周期表的第七列。所以为第VIIB族。为Mn元素。综上所述可推知各元素分别为：A是H，B是N，C是Mg，D是P，E是Cl，F是K，G是Mn。
（1）已知NH₅为离子化合物，非金属离子化合物，显然应是铵盐，还有铵根离子，所以其电子式为。
（2）N的核外电子排布为1s²2s²2p³，其基态原子中能量最高的电子应是p电子，其电子云在空间有3个伸展方向（x，y，z），原子轨道呈哑铃形。
（3）某同学根据上述信息，推断C的基态原子的核外电子排布图为：   

电子排布图中3s违背了泡利原理。同一轨道上不可能存在两个状态完全一样的电子。
（4）Mn价电子排布式为3d⁵4s²，位于第VIIB族d区。
（5）PCl₃分子中，根据VSEPR理论，价层电子对数目为4对，孤电子对数是1，所以中心原子的杂化方式为sp³，其分子的立体构型为三角锥。
（6）F晶体的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，F原子的摩尔质量为M，根据晶胞结构可推断出，一个晶胞单元中含有2个金属原子。设晶胞边长为bcm，则有b=4r,根据ρ=，则有（）³= 可推出r=。

考点：物质结构中的相关概念：电子式的书写、电子排布图、排布式的书写、杂化形式的判断、立体构型、晶胞计算