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，且每个能级所含的电子数相同；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)写出B、C、D的元素符号B_____C_____D________

(2)E在周期表中的位置为________________________

(3)一种F合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中F原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中F原子与Au原子数量之比为_________________；该晶体中，原子之间的作用力是________；上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由F原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将F原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________ (F写元素符号)

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

(5)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】 C N O 第四周期Ⅷ族 3:1 金属键 Cu3AuH8 8 2π(a3+b3)/3(a+b)3

【解析】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，且每个能级所含的电子数相同，原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为C元素；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D为O元素；C原子序数介于碳、氧之间，则C为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，应处于Ⅷ族及相邻的族，E元素的基态原子有4个未成对电子，外围电子排布为3d64s2，则E为Fe，故F为Cu，则

（1）根据以上分析可知B、C、D的元素符号分别是C、N、O；（2）铁元素在周期表中的位置为第四周期Ⅷ族；（3）一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中铜原子处于面心，个数＝6×1/2＝3，Au原子处于顶点位置，个数＝8×1/8＝1，是该合金中F原子与Au原子数量之比为3:1；铜金合金晶体属于金属晶体，含有化学键类型为金属键；CaF2的结构如图，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则H原子应位于晶胞内部，则应含有8个H，则化学式为Cu3AuH8；（4）由B单质的一种同素异形体的晶胞结构可知，B原子有4个位于晶胞内部，其余B原子位于定点、面心，则一个晶胞中所含B原子数＝8×1/8+6×1/2+4＝8。（5）O与Cu形成离子个数比为1：1的化合物为CuO，晶胞与NaCl类似，其晶胞中铜离子数目=阳离子数目=8×1/8+6×1/2=4，O2-离子的半径为a pm，Cu2+离子的半径b pm，则晶胞中原子总体积= ，晶胞棱长=2（a+b）pm，故晶胞体积=8（a+b）3pm3，故该晶胞的空间利用率=。