Question

已知A、B、C、D、E五种元素的核电荷数依次增大，除E为第四周期元素外，其余都是短周期元素．其中A、B、C是同一周期的非金属元素，A元素最外层电子数是内层电子数的2倍，B元素基态原子的最外层有3个未成对电子，化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，E元素的正三价离子的3d亚层为半充满状态．请根据上述情况，回答下列问题（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）：
（1）元素B、C的第一电离能的大小关系是

 

（用元素符号填写），其原因为

 

．
（2）A的某种氢化物A₂H₂分子的空间构型是

 

，其中心A原子采取的杂化形式为

 

，分子中含有

 

个σ键，

 

个π键．
（3）写出E原子的核外电子排布式是

 

，用电子式表示化合物DC的形成过程

 

．
（4）由E元素形成的金属的晶胞结构如图，已知该晶胞边长为a厘米，该晶体的密度为

 

．（用N_A表示阿伏伽德罗常数的值）
（5）配合物E（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此判断E（CO）₅晶体属于

 

（填晶体类型）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D、E五种元素的核电荷数依次增大，除E为第四周期元素外，其余都是短周期元素．其中A元素最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2的电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素，A、B、C是同一周期的非金属元素，B元素基态原子的最外层有3个未成对电子，外围电子排布为2s²2p³，则B为氮元素；化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，则化合物DC中C为-2价，可推知C为O元素，故D为Mg；E元素的正三价离子的3d亚层为半充满状态，则E原子核外电子数=2+8+13+3=26，则E为Fe，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E五种元素的核电荷数依次增大，除E为第四周期元素外，其余都是短周期元素．其中A元素最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2的电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素，A、B、C是同一周期的非金属元素，B元素基态原子的最外层有3个未成对电子，外围电子排布为2s²2p³，则B为氮元素；化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，则化合物DC中C为-2价，可推知C为O元素，故D为Mg；E元素的正三价离子的3d亚层为半充满状态，则E原子核外电子数=2+8+13+3=26，则E为Fe，
（1）N、O同周期，氮元素原子2p轨道容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，原子失去一个电子较难，第一电离能N＞O，
故答案为：N＞O；氮原子2p轨道容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，原子失去一个电子较难；
（2）C₂H₂分子的空间构型是直线型，其中心C原子没有孤电子对、成2个σ键，C原子采取的杂化形式为sp，分子中含有3个σ键，2个π键，
故答案为：直线型；sp；3；2；
（3）E为Fe元素，原子核外有26个电子，核外电子排布式是[Ar]3d⁶4s² ；
用电子式表示化合物MgO的形成过程为，
故答案为：[Ar]3d⁶4s² ；；
（4）晶胞中Fe原子数目=1+8×

1

8

=2，晶胞质量=2×

56

NA

g，该晶胞边长为a厘米，晶胞体积=a³cm³，该晶体的密度为

2× 56 NA g

a3cm3

=

112

a3NA

g/cm³，
故答案为：

112

a3NA

g/cm³；
（5）配合物Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，熔沸点低，易溶于非极性溶剂，据此判断Fe（CO）₅晶体属于分子晶体，
故答案为：分子晶体．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、分子结构、化学键、电子式、晶胞计算、晶体类型与性质等，需要学生具备扎实的基础，注意掌握电子式表示化学键或物质的形成过程，难得中等．