Question

A、B、C、D、E、F均為周期表中前四周期的元素．請(qǐng)按要求回答下列問題．
（1）已知A和B為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能/kJ?mol-1	I1	I2	I3	I4
A	578	1817	2745	11578
B	738	1451	7733	10540

下列有關(guān)A、B的敘述不正確的是

 

．
a．離子半徑A＜B        b．電負(fù)性A＜B
c．單質(zhì)的熔點(diǎn)A＞B      d．A、B的單質(zhì)均能與某些氧化物發(fā)生置換反應(yīng)
e．A的氧化物具有兩性   f．A、B均能與氯元素構(gòu)成離子晶體
（2）C是地殼中含量最高的元素，C基態(tài)原子的電子排布式為

 

．C^n-比D²⁺少1個(gè)電子層．二者構(gòu)成的晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似（如圖1所示），晶體中一個(gè)D²⁺周圍和它最鄰近且等距離的D²⁺有

 

個(gè)．
（3）E元素原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍，則乙醇分子中E原子的雜化方式是

 

．E的一種單質(zhì)具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖2．已知位于晶胞內(nèi)部的4個(gè)原子，均位于體對(duì)角線的

1

4

或

3

4

處，E-E鍵長為a pm，則E晶體的密度為

 

g/cm³（用含有N_A、a的式子表示，N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)）．
（4）F與硒元素同周期，F(xiàn)位于p區(qū)中未成對(duì)電子最多的元素族中，F(xiàn)原子的價(jià)電子排布圖為

 

；FO₃^3-離子的空間構(gòu)型為

 

；二者的第一電離能是F

 

Se（填“＞”或“＜”“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以判斷出A為第ⅢA族的元素，B為第ⅡA族的元素，由于都是第三周期，所以A為鋁元素，B為鎂元素，鋁離子的半徑小于鎂離子，鋁元素的電負(fù)性大于鎂元素，鋁的熔點(diǎn)大于鎂，鋁可以發(fā)生鋁熱反，鎂可以和二氧化碳反應(yīng)生成碳，氧化鋁為兩性氧化物，氯化鋁為分子晶體，據(jù)此可以答題；
（2）地殼中含量最高的元素為氧元素，基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁴，O^2-比D²⁺少1個(gè)電子層，則D為鈣元素，形成的晶體為CaO，與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似，以晶胞體心上的鈣離子為例，與這個(gè)離子距離最近的鈣離子分布在晶胞棱邊的中點(diǎn)，距離為面對(duì)角線的一半，這樣的離子有12個(gè)，據(jù)此答題；
（3）E元素原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍，則E為碳原子，在乙醇分子中C原子周圍都是單鍵相連，且沒有孤電子對(duì)，所以C的雜化方式是sp³雜化，在C單質(zhì)的晶胞中體對(duì)角線長度為C-C鍵長的4倍，所以晶胞的邊長為

3

3

apm，所以晶胞的體積為

3

9

a3×10-30cm，再根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算密度；
（4）F與硒元素同周期，即在第四周期，F(xiàn)位于p區(qū)中未成對(duì)電子最多的元素族中，即為第Ⅴ主族，所以F原子的價(jià)電子排布圖為，F(xiàn)為As元素，AsO₃^3-離子中As原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為

5+3

2

=4，離子中有三個(gè)As-O鍵，一對(duì)孤電子對(duì)，所以AsO₃^3-的空間構(gòu)型為三角錐形，同周期元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能也增大，但As元素的p層有3個(gè)電子，半充滿狀態(tài)，所以As的第一電離能大于Se，據(jù)此答題．

解答： 解：（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以判斷出A為第ⅢA族的元素，B為第ⅡA族的元素，由于都是第三周期，所以A為鋁元素，B為鎂元素，鋁離子的半徑小于鎂離子，鋁元素的電負(fù)性大于鎂元素，鋁的熔點(diǎn)大于鎂，鋁可以發(fā)生鋁熱反，鎂可以和二氧化碳反應(yīng)生成碳，氧化鋁為兩性氧化物，氯化鋁為分子晶體，故答案為：bf；
（2）地殼中含量最高的元素為氧元素，基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁴，O^2-比D²⁺少1個(gè)電子層，則D為鈣元素，形成的晶體為CaO，與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似，以晶胞體心上的鈣離子為例，與這個(gè)離子距離最近的鈣離子分布在晶胞棱邊的中點(diǎn)，距離為面對(duì)角線的一半，這樣的離子有12個(gè)，故答案為：1s²2s²2p⁴；12；
（3）E元素原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍，則E為碳原子，在乙醇分子中C原子周圍都是單鍵相連，且沒有孤電子對(duì)，所以C的雜化方式是sp³雜化，在C單質(zhì)的晶胞中體對(duì)角線長度為C-C鍵長的4倍，所以晶胞的邊長為4×

3

3

apm，所以晶胞的體積為64×

3

9

a3×10-30cm，在晶胞中含有的原子數(shù)為4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，再根據(jù)ρ=

m

V

可知，密度為

8×12 NA

64× 3 9 a3×10-30

g/cm³=

9 3 ×1030

2NAa3

g/cm³；故答案為：sp³；

9 3 ×1030

2NAa3

；
（4）F與硒元素同周期，即在第四周期，F(xiàn)位于p區(qū)中未成對(duì)電子最多的元素族中，即為第Ⅴ主族，所以F原子的價(jià)電子排布圖為，F(xiàn)為As元素，AsO₃^3-離子中As原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為

5+3

2

=4，離子中有三個(gè)As-O鍵，一對(duì)孤電子對(duì)，所以AsO₃^3-的空間構(gòu)型為三角錐形，同周期元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能也增大，但As元素的p層有3個(gè)電子，半充滿狀態(tài)，所以As的第一電離能大于Se，故答案為：；三角錐形；＞．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了核外電子排布、晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、離子空間構(gòu)型、晶胞密度的計(jì)算等知識(shí)，中等難度，對(duì)學(xué)生的運(yùn)算能力有一定的要求．