Question

a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大；a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b），且其中基态b原子的2p轨道处于半充满状态；d为周期表前四周期中电负性最小的元素；f的原子序数为29．请回答下列问题．（如需表示具体元素请用相应的元素符号）
（1）写出ac₂的电子式

 

；基态f原子的外围电子排布式为

 

．
（2）写出一种与ac₂互为等电子体的物质的化学式

 

．
（3）b的简单氢化物的沸点比同族元素氢化物的沸点

 

．（填“高”或“低”）

（4）化合物M由c、d两种元素组成，其晶胞结构如甲，则M的化学式为

 

．
（5）化合物N的部分结构如乙，N由a、b两元素组成，则硬度超过金刚石．试回答：
①N的晶体类型为

 

，其硬度超过金刚石的原因是

 

．
②N晶体中a、b两元素原子的杂化方式均为

 

．

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

分析：a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大；基态b原子的2p轨道处于半充满状态，则原子核外电子排布式为1s²2s²2p³，b为N元素；a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，均处于第二周期，第一电离能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b），且原子序数a＜b＜c，则c为O元素、a为C元素；d为周期表前四周期中电负性最小的元素，则d为K元素；f的原子序数为29，则f为Cu，据此解答．

解答： 解：a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大；基态b原子的2p轨道处于半充满状态，则原子核外电子排布式为1s²2s²2p³，b为N元素；a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，均处于第二周期，第一电离能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b），且原子序数a＜b＜c，则c为O元素、a为C元素；d为周期表前四周期中电负性最小的元素，则d为K元素；f的原子序数为29，则f为Cu，
（1）CO₂电子式为，基态Cu原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，
故答案为：； 3d¹⁰4s¹；
（2）与CO₂互为等电子体的物质的化学式为：N₂O等，
故答案为：N₂O等；
（3）b的简单氢化物为NH₃，NH₃分子之间存在氢键，沸点比同族元素氢化物，
故答案为：高；
（4）晶胞中K离子位于晶胞的顶点和体心位置，1个晶胞含有K离子的个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中，由O元素构成的离子个数为：2×（12×

1

3

+1）=8，则甲的化学式为KO₂，
故答案为：KO₂；
（5）①化合物N由C、N两元素组成，硬度超过金刚石，则N为原子晶体，由于C-N键的键长小于C-C键，键能大于C-C键，则硬度超过金刚石，
故答案为：原子晶体；C-N键的键长小于C-C键，键能大于C-C键；
②晶体中C原子与4个N原子成键，N原子与3个C原子成键，并均有1对孤电子对，都为sp³杂化，
故答案为：sp³．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及电子式、核外电子排布式、等电子体、氢键、杂化轨道、晶胞的计算及晶体的性质等，题目难度中等，需要学生具备扎实的基础，注意杂化类型的判断．