Question

A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负极最小的元素．
已知：
A原子的核外电子数与电子层数相等；
B元素原子的核外P电子数比S电子数少l个；
C原子的第一至第四电离能为：I₁=738kJ/mol，I₂=1451kJ/mol，I₃=7733kJ/mol，I₄=10540kJ/mol；
D原子核外所有P轨道为全充满或半充满；
E元素的族序数与周期序数的差为4；
（1）写出E元索在周期表位置：

 

；D元素的原子的核外电子排布式：

 

；
（2）某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为：

该同学所画的轨道式违背了

 

；
（3）已知BA₅为离子化合物，写出其电子式：

 

；
（4）DE₃中心原子杂化方式为

 

，其空间构型为

 

；
（5）某金属晶体中原子堆积方式如图甲，晶胞特征如图乙，原子相对位置关系如图丙；则晶胞中该原子配位数为

 

；空间利用率为

 

；该晶体的密度为

 

．
（已知该金属相对原子质量为m，原子半径为a cm）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负极最小的元素，则F为K元素；A原子的核外电子数与电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外P电子数比S电子数少l个，B有2个电子层，为1s²2s²2p³，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负极最小的元素，则F为K元素；A原子的核外电子数与电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外P电子数比S电子数少l个，B有2个电子层，为1s²2s²2p³，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素，
（1）E为Cl元素，在周期表位置：第三周期第ⅦA族；D为P元素，原子的核外电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案为：第三周期第ⅦA族；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图中3s能级为填充满，就填充能量更高的3p能级，违背了能量最低原理，
故答案为：能量最低原理；
（3）NH₅为离子化合物，是由NH₄⁺与H^-两种粒构成，电子式为，
故答案为：；
（4）PCl₃中心原子P原子成3个σ键，P原子价层电子对是为3+1=4，含有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，杂化方式为sp³，其空间构型为三角锥形，
故答案为：sp³，三角锥形；
（5）由图可知，晶胞为面心立方堆积，以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻，1个顶点原子处在12个面上，故配位数为12；
晶胞中原子数目为6×

1

2

+8×

1

8

=4，原子半径为acm，则晶胞中原子总体积=4×

4

3

πa³ cm³，由图丙可知，正方形对角线长度为4a cm，故立方体的棱长为

2

2

×4a cm=2

2

a cm，晶胞体积为（2

2

a cm）³=16

2

a³ cm³，故空间利用率为

4× 4 3 ×3.14×a3 cm3

16 2 a3 cm3

×100%=74%；
该金属相对原子质量为m，则晶胞的质量=4×

m

NA

g，故晶体的密度=

4× m NA g

16 2 a3 cm3

=

2 m

8a3?NA

g/cm³，
故答案为：12；74%；

2 m

8a3?NA

g/cm³．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及结构性质与位置关系、核外电子排布规律、电子式、杂化轨道理论、分子结构、晶胞计算等，综合性较大，难度中等，推断元素是解题的关键，（5）为易错点、难点，需要学生具有较好的数学计算能力与空间想象力，注意基础知识的掌握．