Question

图表法、图象法是常用的科学研究方法．

Ⅰ．图（A）是短周期某主族元素X的电离能所示情况．则X元素位于周期表的第

 

族．图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图象，折线c可以表达出第

 

族元素氢化物的沸点的变化规律．
Ⅱ．下表（图1）是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素．

试回答下列问题：
（1）请写出元素o的外围电子排布式：

 

．
（2）由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶体类型与晶体j相同．两者相比熔点更高的是

 

 （填化学式），试从结构角度加以解释：

 

．
（3）i单质晶体中原子的堆积方式如图2-甲所示，其晶胞特征如图2-乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图2-丙所示．请回答：
晶胞中i原子的配位数为

 

，一个晶胞中i原子的数目为

 

，该晶胞的空间利用率为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期表的结构及其应用,元素周期律和元素周期表的综合应用

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：I．图A中电离能是元素的原子失去电子所需要的能量，根据电离能的大小确定最外层电子数，进而确定所处的族序数；
图B中非金属元素的氢化物沸点随着相对分子质量的增大而升高；存在氢键的物质的沸点较高；
II．（1）元素o为Fe，原子序数为26；
（2）由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体（SiC），晶体类型与晶体j（Si）相同，均为原子晶体，键长短，键能大，则熔沸点高；
（3）该类型为面心立方最密堆积，配位数=3××

1

2

=12，i原子位于顶点和面心，利用均摊法计算晶胞中原子数目．

解答： 解：I．图A中电离能是元素的原子失去电子所需要的能量，根据图象可以知道，元素的第三电离能之后数据相当大，说明易失去三个电子，最外层电子数为3，故X元素为第ⅢA的元素；图B中元素的氢化物的沸点变化规律的图象中，折线c可以得出该族元素的氢化物的沸点随着原子序数的递增，从上到下是逐渐升高的，符合第IVA元素的性质，没有特例出现，A点所示的氢化物中含氢键，沸点较高，
故答案为：ⅢA；ⅣA；
Ⅱ．（1）元素o为Fe，原子序数为26，外围电子排布式为3d⁶4s²，故答案为：3d⁶4s²；　
（2）j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体（SiC），晶体类型与晶体j（Si）相同，均为原子晶体，因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体，由于C的原子半径小，SiC中C-Si键键长比晶体Si中Si-Si键键长短，键能大，因而SiC的熔、沸点高，
故答案为：SiC；因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体，由于C的原子半径小，SiC中C-Si键键长比晶体Si中Si-Si键键长短，键能大，因而熔、沸点高；
（3）该类型为面心立方最密堆积，空间利用率为74%，从顶点原子看，与i最近的原子在面心，则配位数=3×8×

1

2

=12，i原子位于顶点和面心，一个晶胞中i原子的数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4个，故答案为：12；4；74%．

点评：本题考查较综合，涉及晶胞计算、第一电离能、沸点与氢键、晶体类型及熔沸点比较等，题目综合性较强，侧重物质结构与性质的考查，综合性较强，题目难度中等．