Question

【题目】下图为元素周期表的另一种画法——塔式周期表，上面标有部分族及部分元素。请根据周期表中所列的元素回答问题：

(1)碳、氮、氧三种元素的电负性由小到大的顺序为_____________________。

(2)Y3+的结构示意图为_____________，Z的价电子排布式为_______________。

(3)原子簇是由几个到几百个原子组成的相对独立的物质结构单元，如铝原子簇Al13、Al14。已知原子簇价电子总数为2，8，20，34，40，58……时，原子簇可稳定存在。

①Al13的化学性质与第__________族元素性质相似

②Al14达到稳定时，呈现的化合价为+2，其原因是___________________。

(4)某种化合物由X、Y、Z三种元素组成，其晶胞结构如图所示，则其化学式为____________，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：ρ=_______gcm-3(只要求列出计算式)。

Answer 1

【答案】C<N<O 3d104s1 VIIA Al14价电子为42，原子簇要达到稳定结构即价电子40，需要失去2个电子 CuFeS2

【解析】

(1)同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大；

(2)根据元素在周期表的位置可知：X是S元素，Y是Fe元素，Z是Cu元素，Fe是26号元素，Fe原子失去3个电子变为Fe3+，据此书写Fe3+结构示意图；根据构造原理书写Cu的核外电子排布式及其价层电子排布式；

(3)原子簇是由几个到几百个原子组成的相对独立的物质结构单元，能稳定存在，原子簇价电子总数为2，8，20，34，40，58……时，原子簇可稳定存在判断其可能的化合价，确定相似元素族；

(4)用均摊方法计算晶胞中含有的Cu、Fe、S原子个数，求其最简式，得物质化学式，然后利用ρ=计算密度。

(1)同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以C、N、O三种元素的电负性由小到大的顺序为C<N<O；

(2)根据上述分析可知Y是Fe，Z是 Cu元素。 Fe是26号元素，Fe原子失去3个电子变为Fe3+，则Fe3+结构示意图为：；Cu是29号元素，Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu原子的价电子排布式为3d104s1；

(3)①Al13价电子数为13×3=39，由于原子簇价电子总数为2，8，20，34，40，58……时，原子簇可稳定存在，所以Al13得到1个电子就形成稳定结构，因此与元素周期表中VIIA的元素性质相似；

②Al14价电子数为14×3=42，由于原子簇价电子总数40时，原子簇可稳定存在，因此Al14失去2个电子后形成的+2价的离子为稳定结构；

(4)S原子位于晶胞内，1个晶胞中含有的S原子数目为：8个，Fe原子6个位于面上、4个位于棱上，则Fe原子数目=6×+4×=4，Cu原子有4个位于面上、1个位于晶胞内部、8个位于顶点上，则晶胞中含有的Cu原子数目=4×+8×+1=4，所以晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS2；晶胞质量m=，晶胞体积V=(524×10-10 cm)2×103×10-10 cm，则该晶体的密度ρ==g/cm3。