Question

元素的性質(zhì)在元素周期表中按其排列呈現(xiàn)一定的規(guī)律．下表為元素周期表中部分元素，根據(jù)要求回答下列問(wèn)題：

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

（1）在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個(gè)電子的元素有

 

（填元素名稱）．
（2）根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個(gè)區(qū)域：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)，以上12種元素分別屬于s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和p區(qū)，則屬于s區(qū)的元素有

 

種，屬于d區(qū)的元素有

 

種．
（3）銅晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)．其空間利用率為

 

（用含“π”和“

2

”的式子表示，不必算結(jié)果）

Answer 1

考點(diǎn)：元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：（1）根據(jù)能量最低原理可知，4s軌道上只有1個(gè)電子的元素有K、Cr、Cu；
（2）屬于s區(qū)的元素處于ⅠA、ⅡA族，d區(qū)包含ⅢB～ⅦB（鑭系元素、錒系元素除外）、第Ⅷ族；
（3）銅晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)，處于面上對(duì)角線物質(zhì)的3個(gè)Cu原子相鄰，令Cu原子半徑為r，晶胞的棱長(zhǎng)=

2

2

×4r=2

2

r，進(jìn)而計(jì)算晶胞的體積，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目，進(jìn)而計(jì)算晶胞中Cu原子實(shí)際占有的體積，晶胞空間利用率=晶胞中Cu原子實(shí)際占有的體積÷晶胞體積．

解答： 解：（1）根據(jù)能量最低原理可知，4s軌道上只有1個(gè)電子的元素有：4s¹、3d⁵4s¹、3d¹⁰4s¹，分別為K、Cr、Cu，故答案為：鉀、鉻、銅；
（2）屬于s區(qū)的元素處于ⅠA、ⅡA族，有K、Ca2種元素；d區(qū)包含ⅢB～ⅦB（鑭系元素、錒系元素除外）、第Ⅷ族，有Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni8種元素，故答案為：2；8；
（3）銅晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)，處于面上對(duì)角線物質(zhì)的3個(gè)Cu原子相鄰，令Cu原子半徑為r，晶胞的棱長(zhǎng)=

2

2

×4r=2

2

r，晶胞的體積=（2

2

r）³=16

2

r³，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中Cu原子實(shí)際占有的體積=4×

4

3

πr³，晶胞空間利用率=

4× 4 3 πr3

16 2 r3

=

π

3 2

，
故答案為：

π

3 2

．

點(diǎn)評(píng)：本題是考查核外電子排布、元素周期表、晶胞計(jì)算等，難度中等，（3）中關(guān)鍵明確晶胞中相鄰Cu原子，對(duì)學(xué)生的空間想象及數(shù)學(xué)計(jì)算有一定的要求．