Question

A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素．A元素的原子最外层电子排布为ns¹，B元素的原子价电子排布为ns²np²，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p亚层中有1个电子．
（1）C原子的电子排布式为

 

，若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，则按原子轨道的重叠方式，A与C形成的化合物中的共价键属于

 

键．
（2）当n=2时，B的原子结构示意图为

 

，B与C形成的晶体属于

 

晶体．当n=3时，B与C形成的晶体中微粒间的作用力是

 

；晶体的化学式

 

．
（3）若D元素与Fe形成某种晶体，该晶体的晶胞如图所示．则晶体的化学式是

 

（用元素符号表示）；若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为

 

g/cm³．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,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分别代表四种不同的短周期元素．A元素的原子最外层电子排布为ns¹，A位于ⅠA族；B元素的原子价电子排布为ns²np²，B位于ⅣA族；C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，则C元素原子有2个电子层，最外层电子数为6，故C为氧元素；D元素原子的M电子层的P亚层中有1个电子，则D元素原子电子排布式为1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹，故D为Al元素，
（1）氧原子核外电子数为8，根据核外电子排布规律书写；
若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，则A为氢元素，与氧元素形成的化合物为水等，共价键为s1电子与2p电子成键；
（2）当n=2时，B为碳元素，原子有2个电子层，各层电子数为2、4；碳元素与氧元素生成的化合物为分子晶体；
当n=3时，B为Si元素，与氧元素形成的化合物为二氧化硅，属于原子晶体，碳原子与氧原子之间形成共价键；
（3）晶胞中含有4个Al原子，根据均摊法计算晶胞中Fe原子数目，据此确定该晶体的化学式；
计算晶胞的质量与体积，根据ρ=

m

V

计算晶胞的密度．

解答： 解：A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素．A元素的原子最外层电子排布为ns¹，A位于ⅠA族；B元素的原子价电子排布为ns²np²，B位于ⅣA族；C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，则C元素原子有2个电子层，最外层电子数为6，故C为氧元素；D元素原子的M电子层的P亚层中有3个电子，则D元素原子电子排布式为1s²2s²2p⁶ 3s²3p³，故D为P元素，
（1）氧原子核外电子数为8，核外电子排布为1s²2s²2p⁴；若A元素的原子最外层电子排布为1s¹，则A为氢元素，与氧元素形成的化合物为水等，共价键为s1电子与2p电子成键，属于σ键，
故答案为：1s²2s²2p⁴；σ；
（2）当n=2时，B为碳元素，原子有2个电子层，各层电子数为2、4，原子结构示意图为，碳元素与氧元素生成的化合物CO、二氧化碳都为分子晶体；
当n=3时，B为Si元素，与氧元素形成的化合物为二氧化硅，属于原子晶体，碳原子与氧原子之间形成共价键，其化学式为SiO₂，
故答案为：；分子；共价键；SiO₂；
（3）晶胞中含有4个Al原子，晶胞中Fe原子数目=1+8×

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

=8，Fe与Al原子数目之比为2：1，故该晶体的化学式为Fe₂Al；
晶胞的质量=4×

139

NA

g，晶胞的边长为a nm，则晶胞体积=（a×10^-7 cm）³=a³×10^-21 cm³，故晶胞的密度=

4× 139 NA  g

a3×10-21 cm3

=

5.56×1023

a3NA

g/cm³，
故答案为：Fe₂Al；

5.56×1023

a3NA

．

点评：本题是对物质结构与性质的考查，涉及结构性质位置关系、核外电子排布、晶体类型、化学键、晶胞计算等，难度中等，注意基础知识的理解掌握．