Question

已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大．A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，C、D同主族．E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满．根据以上信息填空：
（1）基态D原子中电子占据的最高能层符号

 

，该能层具有的原子轨道数为

 

．
（2）E²⁺离子的价层电子排布图是

 

，F原子的电子排布式是

 

．
（3）A的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为

 

，其中心原子采取的轨道杂化方式为

 

，B的气态氢化物的VSEPR模型为

 

．
（4）配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E³⁺与配位体AB^-构成，配位数为6．甲的水溶液可以用于实验室中E²⁺离子的定性检验，检验E²⁺离子的离子方程式为

 

．
（5）某种化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如下图所示，则其化学式为

 

．该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：d=

 

g/cm³．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；C、D同主族，则D为S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；C、D同主族，则D为S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素，
（1）基态S原子中电子占据的最高能层为第3能层，符号M，该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9 个原子轨道，
故答案为：M；9；
（2）Fe²⁺离子的价层电子排布3d⁶，其价层电子排布图是，F为Cu元素，原子核外有29个电子，原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，

故答案为：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）碳元素的最高价氧化物对应的水化物为H₂CO₃，分子结构式为，中心C原子成3个σ键、没有孤电子对，C原子采取sp²杂化方式；B的气态氢化物为NH₃，NH₃分子中N原子价层电子对数=3+

5-1×3

2

=4，其VSEPR模型为正四面体，
故答案为：；sp²；正四面体；
（4）配合物甲的焰色反应呈紫色，可以K元素，其内界由中心离子Fe³⁺与配位体CN^-构成，配位数为6，甲为K₃[Fe（CN）₆]，甲的水溶液可以用于实验室中Fe²⁺离子的定性检验，检验Fe²⁺离子的离子方程式为：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓，
故答案为：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；
（5）晶胞中D（S）原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E（Fe）原子6个位于面上、4个位于棱上，E（Fe）原子数目=6×

1

2

+4×

1

4

=4，F（Cu）原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上，原子数目=4×

1

2

+1+8×

1

8

=4，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS₂，
晶胞质量=

(56+64+32×2)g/mol

6.02×1023mol-1

×4，晶胞体积=（524×10^-10 cm）²×103×10^-10 cm，
该晶体的密度：d=

(56+64+32×2)g/mol 6.02×1023mol-1 ×4

(524×10-10cm)2×1030×10-10cm

=4.32g/cm³，
故答案为：CuFeS₂；4.32．

点评：本题是对考查物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化理论、价层电子对互斥理论、配合物、晶胞计算等，需要学生具备扎实的基础，（5）为易错点、难点，难度中等．