Question

已知：A、B、C、D、E、F、X为周期表中前四周期的七种元素，它们的原子序数依次增大．A是周期表中原子半径最小的元素；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子的相同；D^2-离子与E²⁺离子具有相同的稳定电子层结构；F有“生物金属”之称，F⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同；X的基态原子的价电子排布式为3d₈4s₂．
请回答下列问题：
（1）B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是

O＞N＞C

（填元素符号）．
（2）在A元素与上述其他元素形成的分子中，其中心原子为sp³杂化的为

CH₄、H₂O

．（写出2种即可）
（3）与C同族且位于第四周期元素所形成气态氢化物的电子式为

，它属于

极性

（填“极性”或“非极性”）分子．
（4）F的基态原子核外电子排布式是

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²

．在F的单质晶体中，F原子的堆积方式是

六方最密堆积

，F原子的配位数是

12

．
（5）E原子的第一电离能比同周期后面相邻元素的第一电离能

大

（填“大”或“小”）．E与D形成化合物的熔点高，其原因是

离子半径小，离子所带电荷多，晶格能大

．
（6）氢气是理想的清洁能源，X元素与镧（La）元素的合金可作储氢材料，该合金的晶胞如图所示，晶胞中心有一个X原子，其他X原子都在晶胞面上，则该晶体的化学式为

Ni₅La

．已知该晶体的密度为d g?cm^-3，其摩尔质量为M g?mol^-1，则该晶胞的边长是

3	M d?NA

．（请列出算式）

Answer 1

分析：根据A是周期表中原子半径最小的元素，所以A为：H；
根据B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等得出B是1s² 2s² 2p²，故B为：C；
根据D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子相同，故D为：O；
依据A、B、C、D、E原子序数逐渐增大，可知C为：N；
D^2-离子与E²⁺离子具有相同的稳定电子层结构，则E是Mg．
F⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，则F为22号元素：Ti；
X的基态原子的外围电子排布式为3d⁸4s²，则X是Ni．
（1）B、C、D为同一周期元素，根据同周期电负性的变化规律分析；
（2）中心原子通过sp³杂化形成分子，则说明中心原子含有4个价电子对；
（3）与氮元素同主族的第四周期元素是As，其氢化物是极性分子；
（4）F为22号元素：Ti，其核外有22个电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；Ti的原子堆积模型为六方最密堆积，配位数为12；
（5）Mg的最外层电子排布为3s²，属于能量最低的全排满结构，不易失去电子，所以第一电离能大；E与D形成化合物为MgO，根据决定离子晶体熔点的因素分析；
（6）根据均摊法计算晶胞中实际含有的原子个数，确定化学式；根据ρ=

m

V

，V=a³ 求算．

解答：解：由A是周期表中原子半径最小的元素，所以A为：H；
根据B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等得出B是1s² 2s² 2p²，故B为：C；
根据D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子相同，故D为：O；
依据A、B、C、D、E原子序数逐渐增大，可知C为：N；
D^2-离子与E²⁺离子具有相同的稳定电子层结构，则E是Mg．
F⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，则F为22号元素：Ti；
X的基态原子的外围电子排布式为3d⁸4s²，则X是Ni．
（1）B、C、D为同一周期元素，同周期从左到右电负性依次增强，所以O＞N＞C，
故答案为：O＞N＞C；
（2）中心原子通过sp³杂化形成分子，则说明中心原子含有4个价电子对，价层电子对数=σ 键个数+

1

2

（a-xb），则CH₄、H₂O都含有4个价电子对，
故答案为：CH₄、H₂O；
（3）与氮元素同主族的第四周期元素是As，AsH₃，电子式为；，其氢化物为其结构与氨气相似，所以其氢化物是极性分子，
故答案为：；极性；
（4）F为22号元素：Ti，其核外有22个电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，Ti晶体的原子堆积模型属于Mg型为六方最密堆积，配位数为12，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；六方最密堆积；配位数为12．
（5）Mg的最外层电子排布为3s²，属于能量最低的全排满结构，不易失去电子，所以第一电离能大；E与D形成化合物为MgO，离子晶体熔点与晶格能有关，离子半径小，离子所带电荷多，晶格能大，熔点越高，
故答案为：大；离子半径小，离子所带电荷多，晶格能大；
（6）该合金的晶胞如图所示，晶胞中心有一个镍原子，其他8个镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点．
所以晶胞实际含有的镍原子为1+8×

1

2

=5，晶胞实际含有的镧原子为8×

1

8

=1，所以晶体的化学式Ni₅La；晶胞的质量为

M

NA

，根据ρ=

m

V

，V=a³，则
ρ=

M

NA V

=

M

NA a3

，
所以a=

3	M d?NA

．
故答案为：Ni₅La；

3	M d?NA

．

点评：本题考查了物质结构推断题，利用电子排布的有关知识加以推断，同时考查了晶胞化学式的求算等，难度较大．