Question

5．A、B、D、E、F五种元素的原子序数依次增大，除F为过渡元素外，其余四种均是短周期元素．已知：
①F的单质为生活中最常见的金属之一，原子最外层有2个电子；②E原子的价电子排布为msⁿmpⁿ，B原
子的核外L层电子数为奇数；③A、D原子p轨道的电子数分别为2和4．请回答下列问题：
（1）F的稳定价态离子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；A、B、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序为Si＜C＜O＜N（用元素符号表示）．
（2）对于B的简单氢化物，其中心原子的轨道杂化类型是sp³．分子的立体构型为
三角锥型，该氢化物易溶于D的简单氢化物的主要原因是NH₃与H₂O分子间易形成氢键．
（3）D原子分别与A、B原子形成的单键中，键的极性较强是C-O（用具体的化学键表示）．
（4）如图所示的晶胞是由AD两元素组成的，下列有关该晶体的说法中正确的是c．
a．该晶体的化学式为AD                b．该晶体中A、D原子间形成的是双键
c．该晶体熔点可能比SiO₂晶体高        d．该晶体可溶于水．

Answer 1

分析 A、B、D、E、F五种元素的原子序数依次增大，除F为过渡元素外，其余四种均是短周期元素．
①F的单质为生活中最常见的金属之一，原子最外层有2个电子，则F为Fe元素；
③A、D原子p轨道的电子数分别为2和4，则A核外电子排布式为1s²2s²2p²，则A为碳元素；D核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，则D为氧元素．
B元素原子序数介于碳元素与氧元素之间，则B为氮元素；
②E原子价电子（外围电子）排布为msⁿmpⁿ，s能级容纳2个电子，则E的价电子排布为为ms²mp²，原子序数大于氧元素，则E为Si元素．
据此结合元素化合物的性质和元素周期律解答．

解答 解：A、B、D、E、F五种元素的原子序数依次增大，除F为过渡元素外，其余四种均是短周期元素．
①F的单质为生活中最常见的金属之一，原子最外层有2个电子，则F为Fe元素；
③A、D原子p轨道的电子数分别为2和4，则A核外电子排布式为1s²2s²2p²，则A为碳元素；D核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，则D为氧元素．
B元素原子序数介于碳元素与氧元素之间，则B为氮元素；
②E原子价电子（外围电子）排布为msⁿmpⁿ，s能级容纳2个电子，则E的价电子排布为为ms²mp²，原子序数大于氧元素，则E为Si元素．
（1）F为Fe元素，Fe的稳定价态离子Fe³⁺的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；同周期主族元素从左到右第一电离能增大，但是第IIA和第IIIA，第VA和第VIA族反常，同主族从上到下第一电离能减小，所以C、N、O、Si的第一电离能由大到小的顺序为Si＜C＜O＜N；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；Si＜C＜O＜N；
（2）B为氮元素，其氢化物为NH₃，NH₃中N原子的杂化类型为sp³；分子的空间构型为三角锥型；NH₃与H₂O分子间易形成氢键，所以氨气易溶于水；
故答案为：sp³；三角锥型；NH₃与H₂O分子间易形成氢键；
（3）两种非金属元素的电负性差别越大，形成的共价键的极性就越大，O与C、N形成的共价键中C-O的极性大；
故答案为：C-O；
（4）A为C元素，D为O元素，黑球可以形成4个共价键，所以黑球为C，白球为O；
a．黑球在顶点、面心和晶体内部，黑球个数为$\frac{1}{8}×8+\frac{1}{2}×6+4$=8，白球全部在晶胞内部有16个，所以晶体的化学式为AD₂，故a错误；
b．该晶体中有的黑球连接4个白球，有的连接2个白球，所以A、D原子间形成的是单键和双键，故b错误；
c．该晶体为空间网状结构，为原子晶体，C原子半径小于Si，所以熔点可能比SiO₂晶体高，故c正确；
d．该晶体为原子晶体，原子晶体难溶于水，故d错误．
故答案为：c．

点评 本题考查结构性质位置关系、电子排布式、化学键、晶胞结构与计算等，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，推断元素是解题关键，注意利用均摊法进行晶胞的计算．