Question

A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的前四周期的元素，其中A是形成化合物最多的元素之一，并且其常見化合價為+1和-1，B元素基態(tài)原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，D是地殼中含量最大的元素，E的氫氧化物具有兩性，F³⁺的3d能級為半充滿，GD是黑色固體，G₂D為磚紅色固體，回答下列問題：
（1）C元素的第一電離能

 

D元素的第一電離能（填＜＞=）．B、C、D分別與A形成的簡單化合物沸點由高到底的順序為

 

（用化學式表示）
（2）CD₂^-的立體構型為

 

，BD₃^2- 的中心原子雜化類型為

 

，
（3）A、B、C形成3原子分子M，每個原子的價層電子均達到穩(wěn)定結構．M分子的結構式為

 

，寫出與CD₃^-互為等電子體的離子為

 

．
（4）基態(tài)G原子的電子排布式

 

．
（5）下面是F單質的晶胞如圖所示，F原子可以近似看做剛性小球，請回答下列問題
①F單質晶體中的配位數為

 

②若晶體的密度為ρg/cm³，F原子的半徑為

 

cm（用含ρ的代數式表示，不必化簡）

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：A是形成化合物最多的元素之一，并且其常見化合價為+1和-1，則A為H元素；D是地殼中含量最大的元素，則D為O元素；E的氫氧化物具有兩性，則E為Al元素；GD是黑色固體，G₂D為磚紅色固體，則G為Cu元素；F³⁺基態(tài)離子的能級為半充滿結構，則F³⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，故F原子核外電子數為：23+3=26，則F為Fe元素；B元素基態(tài)原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，則n=2，B的原子序數6，則B為C元素；C的原子序數大于C小于O元素，則C為N元素，據此進行解答．

解答： 解：A是形成化合物最多的元素之一，并且其常見化合價為+1和-1，則A為H元素；D是地殼中含量最大的元素，則D為O元素；E的氫氧化物具有兩性，則E為Al元素；GD是黑色固體，G₂D為磚紅色固體，則G為Cu元素；F³⁺基態(tài)離子的能級為半充滿結構，則F³⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，故F原子核外電子數為：23+3=26，則F為Fe元素；B元素基態(tài)原子價電子排布式為nsⁿnpⁿ，則n=2，B的原子序數6，則B為C元素；C的原子序數大于C小于O元素，則C為N元素，
（1）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：N＞O；
非金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，非金屬性大小為：O＞N＞C，則氫化物穩(wěn)定性大小為：H₂O＞NH₃＞CH₃，
故答案為：＞；H₂O＞NH₃＞CH₃；
 （2）CD₂^-為NO₂^-，BD₃^2-為CO₃^2-，NO₂^-中氮原子的價層電子對數為

5+1

2

=3，氮原子有一對孤電子對，所以NO₂^-的空間構型為V形或角形；
CO₃^2-中碳原子的價層電子對數為：

4+2

2

=3，所以碳原子的雜化方式為sp²雜化，
故答案為：V形或角形；sp²；   
（3）A、B、C分別為H、C、O，H、C、O形成3原子分子M，每個原子的價層電子均達到穩(wěn)定結構，則M分子的結構式為：H-C≡N；
CD₃^-為NO₃^-，與NO₃^-互為等電子體的離子為為：CO₃^2-，
故答案為：H-C≡N；CO₃^2-；
（4）G為Cu元素，Cu為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4S¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4S¹；
（5）①圖示Fe的晶胞為體心立方堆積方式，其配位數為8，
故答案為：8；
②Fe單質的晶胞結構為體心立方，晶胞中Fe原子數目為：1+8×

1

8

=2，阿伏加德羅常數為N_A，Fe原子的摩爾質量為56g/mol，故晶胞質量為

2×56

NA

，設Fe原子半徑為x，設晶胞棱長為y，晶胞中體對角線為4x，則（4x）²=y²+y²+y²，則y=

4 3

3

x，晶胞體積為：V=y³=（

4 3

3

x）³，若設該晶胞的密度為ρg/cm³，則晶胞質量=（

4 3

3

x）³×ρ=

112

NA

，整理得：x=

3

4

×

56×2 ρNA

（cm），
故答案為“

3

4

×

56×2 ρNA

．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及元素推斷、核外電子排布規(guī)律、分子結構與性質、雜化理論、晶胞計算，難度中等，（5）中計算為易錯點、難點，根據晶體結構確定原子半徑與晶胞棱長關系是關鍵，注意利用均攤法進行晶胞中原子數目計算．