Question

A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數依次增大的七種元素．A與其他元素既不同周期又不同族；B、C的價電子層中未成對電子數都是2；E核外的s、p能級的電子總數相等；F與E同周期且第一電離能比E�。籊的+1價離子（G⁺）的各層電子全充滿．回答下列問題：
（1）寫出元素名稱：B

 

，G

 

．
（2）寫出F的價電子排布圖：

 

．
（3）寫出化合物BC的結構式：

 

．
（4）由A、C、F三元素形成的離子[F（CA）₄]^-是F在水溶液中的一種存在形式，其中F的雜化類型是

 

．
（5）在測定A、D形成的化合物的相對分子質量時，實驗測定值一般高于理論值的主要原因是

 

．
（6）E的一種晶體結構如圖甲，則其一個晶胞中含有個

 

E；G與D形成的化合物的晶胞結構如圖乙，若晶體密度為a g/cm³，則G與D最近的距離為

 

pm（阿伏加德羅常數用N_A表示，列出計算表達式，不用化簡；乙中○為G，●為D）

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數依次增大的七種元素．E核外的s、p能級的電子總數相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的價電子層中未成對電子數都是2，結合原子序數可知，B原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故B為碳元素、C為氧元素、E為Mg元素；F與E同周期且第一電離能比E小，且F的原子序數較大，故F為Al；A與其他元素既不同周期又不同族，原子序數最小，故A為氫元素，結合原子序數可知D為F元素；G的+1價離子（G⁺）的各層電子全充滿，原子序數最大，只能處于第四周期，G⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序數為29，故G為Cu，據此解答．

解答： 解：A～G是前四周期除稀有氣體之外原子序數依次增大的七種元素．E核外的s、p能級的電子總數相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的價電子層中未成對電子數都是2，結合原子序數可知，B原子核外電子排布為1s²2s²2p²，C核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故B為碳元素、C為氧元素、E為Mg元素；F與E同周期且第一電離能比E小，且F的原子序數較大，故F為Al；A與其他元素既不同周期又不同族，原子序數最小，故A為氫元素，結合原子序數可知D為F元素；G的+1價離子（G⁺）的各層電子全充滿，原子序數最大，只能處于第四周期，G⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序數為29，故G為Cu，
（1）由上述分析可知，B為碳，G為銅，故答案為：碳；銅；
（2）F為Al，價電子排布式為3s²3p¹，其價電子排布圖為：，故答案為：；
（3）化合物BC為CO，與氮氣等電子體，結構相似，CO的結構式為C≡O，故答案為：C≡O；
（4）由H、O、Al三元素形成的離子[Al（OH）₄]^-中Al原子價層電子對數=4+

3+1-1×4

2

=4，采取sp³雜化，故答案為：sp³；
（5）A、D形成的化合物為HF，HF分子之間存在氫鍵，形成締合分子（HF）_n，故實驗測定的相對分子質量一般高于理論值，故答案為：HF分子間通過氫鍵形成締合分子；
（6）E的一種晶體結構如圖甲，晶胞為平行六面體，晶胞內部含有1個E原子，其余位于頂角上，故晶胞中含有個E原子數目=1+8×

1

8

=2；
Cu與F形成的化合物的晶胞結構如圖乙，晶胞中Cu原子數目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，F原子數目=4，故為CuF，晶胞質量=4×

83

NA

g，晶胞體積=

4× 83 NA

a g?cm-3

=

4×83

aNA

cm³，故晶胞棱長=

3	4×83 aNA

cm，晶胞中D（F）原子與周圍的4個G（Cu）原子形成正四面體結構，D原子位于正四面體的中心，則正四面體中棱長=

2

2

×

3	4×83 aNA

cm，如圖所示正四面體：，其中A、B、C、D為Cu原子位置，F為F原子位置，令棱長為r，則BE長=

3

2

r，故BO長=

3

2

r×

2

3

=

3

3

r，可知OA長=

r2-( 3 3 r)2

=

6

3

r，由于F到4個面的距離相等，4個面的面積相等，根據正四面體體積可知，OF長=

1

4

×OA長，故AF=

3

4

×OA長，則G與D最近的距離=

6

3

×

2

2

×

3	4×83 aNA

cm×

3

4

=

3

4

×

3	4×83 aNA

cm=

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰pm，
故答案為：2；

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰．

點評：本題是對物質結構與性質的考查，推斷元素是解題關鍵，（6）中計算為易錯點、難點，需要學生具有一定的數學計算能力，難度較大．