Question

【题目】

A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大，其中A含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；C的最外层有6个运动状态不同的电子；D是短周期元素中电负性最小的元素；E的最高价氧化物的水化物酸性最强；F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族，且相差3个周期。

（1）元素A、B、C的第一电离能由小到大的是____________（用元素符号表示）。

（2）E的最高价含氧酸中E的杂化方式为_________。

（3）F原子的外围电子排布式为_________,F的晶体中原子的堆积方式是下图中的____（填写“甲”、“乙”或“丙”）。

（4）DE，GE两种晶体，都属于离子晶体，但配位数不同，其原因是_________。

（5）己知DE晶体的晶胞如下图所示：若将DE晶胞中的所有E离子去掉，并将D离子全部换为A原子，再在其中的4个“小立方体”中心各放置1个A原子，且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A原子以单键相连，由此表示A的一种晶体的晶胞（己知A—A键的键长acm, NA表示阿伏加德罗常数）, 则该晶胞中含有_____个A原子，该晶体的密度是_________g/cm3。

Answer 1

【答案】 C＜O＜N sp3杂化 3d104s1 丙 正负离子的半径比不同 8 或或

【解析】A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大，其中A含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则其原子核外电子排布为1s22s22p2，故A为碳元素；D是短周期元素中电负性最小的元素，则D为Na元素；C的最外层有6个运动状态不同的电子，处于ⅥA族，结合原子序数可知C为O元素，故B为N元素；E的最高价氧化物的水化物酸性最强，则E为Cl；F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，则F为Cu；G元素与D元素同主族，且相差3个周期，则G为Cs。

（1）同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素，故第一电离能C＜O＜N；（2）E的最高价含氧酸为HClO4，分子中Cl原子价层电子对数=4+(712×3)2=4，Cl原子不含孤对电子，故Cl原子的杂化方式为sp3杂化；（3）F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子，外围电子排布式为：3d104s1，F为Cu元素，Cu晶体属于面心立方最密堆积，为ABC型排列方式，故图丙符合；（4）NaCl、CsCl两种晶体，都属于离子晶体，由于正负离子的半径比不同，故它们的配位数不同； （5）NaCl晶体的晶胞中的所有Cl-离子去掉，并将Cl-离子全部换为C（碳）原子，再在其中的4个“小 立方体”中心各放置一个C（碳）原子，且这4个“小立方体”不相邻，位于“小立方体”中的C原子与最近的4个C原子以单键相连，形成正四面体结构，晶胞中C（碳）原子数目=4+8×1/8+6×1/2=8，晶胞质量=8×12g/NA，C-C键的键长 为a cm，如图正四面体：，连接F与A、B、C、D，则三棱锥A-BCD均分为等4个等体积的三棱椎，则V三棱锥A-BCD=4V三棱锥F-BCD=，故S△BCD（a+h）=4×S△BCDh，故h=a，令正四面体的棱长为x cm，连接AF并延长交三角形BCD与O，O为正三角形BCD的中心，BO垂直平分CD，则BO的长度=x cm×，在直角三角形BOF中，（ ）2+（a）2=a2，解得x= ，故晶胞的棱长= ，故晶胞的体积=（）3＝，则晶胞密度= 。