Question

在周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子．
（1）写出基态E原子的价电子排布式

 

．
（2）B、C、D三种元素第一电离能由小到大的顺序为

 

（用元素符号表示）．
（3）A与C形成CA₃型分子，分子中C原子的杂化类型为

 

，分子的立体结构为

 

；C的单质与化合物BD是等电子体，根据等电子体原理，写出化合物BD的电子式

 

．
（4）A₂D的沸点在同族元素中最高，其原因是

 

．A₂D由液态形成晶体时密度

 

（填“增大”、“不变”或“减小”），其主要原因

 

（用文字叙述）．
（5）已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如右图所示，则该化合物的化学式为

 

（用元素符号表示）；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度为

 

g?cm^-3（用含a、N_A的符号表示）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,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：在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则D为O元素，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，且C的原子序数小于D，所以C为N元素，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，其原子外围电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则E为Cr元素，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子，则F原子外围电子排布为3d¹⁰4s¹，所以F为Cu元素，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，所以A为H元素，以此解答该题．

解答： 解：在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则D为O元素，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，且C的原子序数小于D，所以C为N元素，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，其原子外围电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则E为Cr元素，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子，则F原子外围电子排布为3d¹⁰4s¹，所以F为Cu元素，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，所以A为H元素，
（1）E为铬元素，基态E原子的价电子排布式3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（2）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，故答案为：C＜O＜N；
（3）在NH₃中N原子的价层电子对数为

5+3

2

=4，所以分子中N原子的杂化类型为sp³，氨分子中有一对孤电子对，所以分子的立体结构为三角锥形，氮的单质与CO是等电子体，据等电子体的原理，CO的电子式为，
故答案为：sp³杂化；三角锥形；；
（4）H₂O由于水分子间形成氢键，导致沸点升高，由液态形成晶体时密度会减小，因为水分子之间形成氢键，氢键有方向性，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，使分子之间的间隙变大，密度反而减小，
故答案为：由于水分子间形成氢键，导致沸点升高； 减小；水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小；
（5）根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有氧原子数为8×

1

8

+1=2，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为Cu₂O，若相邻氧原子和铜原子间的距离为a cm，则晶胞的体对角线为4acm，所以边长为

4

3

acm，所以体积为(

4

3

a)3cm³，该晶体的密度为

64×4+16×2 NA

( 4 3 a)3

g/cm³=

27 3

2NAa3

g/cm³（用含a、N_A的符号表示），
故答案为：Cu₂O；

27 3

2NAa3

．

点评：本题主要考查较为综合，涉及物质结构与性质以及晶胞的计算，为高考常见题型，题目侧重于考查原子核外电子排布、第一电离能、原子杂化、等电子体、氢键、晶胞的计算等知识点，中等难度，元素推断是解题的关键，答题时注意物质结构知识的灵活运用．