Question

已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數依次增大的前20號元素，A、B與C；D、E與F分別位于同一周期．A原子L層上有3個未成對電子，B的簡單負二價離子與C原子核外電子排布相同、含有D元素的鹽的焰色反應火焰為黃色，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價化合物，G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，填寫下列空白
（1）元素的第一電離能最大的是

 

，屬于過渡元素的是

 

（填寫元素符號）．
（2）寫出B元素的基態(tài)原子價電子排布式

 

，F離子電子排布式

 

．
（3）AF₃分子中A原子的雜化類型是

 

，AF₃分子的幾何構型為

 

．
（4）已知E₂B₃的晶格比DF的晶格能大得多，試分析導致兩者晶格能差異的主要原因是：

 

．
（5）構成G晶體的微粒是

 

，G的晶胞結構如圖甲所示，G的晶胞為

 

結構．若G原子的半徑為1.27×10^-10m，G金屬晶體中的晶胞長度，即圖乙中AB的長度為

 

m．

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,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

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、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數依次增大的前20號元素，A原子L層上有3個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為氮元素；A、B與C位于同一周期，B的簡單負二價離子與C原子核外電子排布相同，則B為氧元素、C為Ne；含有D元素的鹽的焰色反應火焰為黃色，則D為Na；D、E與F分別位于同一周期，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價化合物，則E為Al、F為Cl；G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，則G為Fe，
（1）氖原子是最外層為穩(wěn)定結構，不易失去電子，第一電離能最大；Fe元素屬于過渡元素；
（2）根據能量最低原理書寫電子排布式；
（3）計算NCl₃分子中N原子的價層電子對數及孤電子對數，確定雜化方式與空間構型；
（4）離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大；
（5）Fe晶體屬于金屬晶體，由金屬陽離子與自由電子構成；由晶胞結構可知，Fe晶體為面心立方；△ABC為等腰直角三角形，故AB=

2

2

AC．

解答： 解：A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數依次增大的前20號元素，A原子L層上有3個未成對電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為氮元素；A、B與C位于同一周期，B的簡單負二價離子與C原子核外電子排布相同，則B為氧元素、C為Ne；含有D元素的鹽的焰色反應火焰為黃色，則D為Na；D、E與F分別位于同一周期，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價化合物，則E為Al、F為Cl；G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，則G為Fe，
（1）氖原子是最外層為8電子穩(wěn)定結構，不易失去電子，所以氖的第一電離能最大；Fe元素屬于過渡元素，
故答案為：Ne；Fe；
（2）O元素的基態(tài)原子價電子排布式是2s²2p⁴；Cl^-的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，
故答案為：2s²2p⁴；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（3）NCl₃中N原子價層電子對數=3+

5-1×3

2

=4，N原子含有1對孤電子對，故N原子采取sp³雜化，形成三角錐形結構，
故答案為：sp³；三角錐形；
（4）Al₂O₃晶體中Al³⁺、O^2-的電荷大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的電荷，離子半徑Al³⁺＜Na⁺，O^2-＜Cl^-，故Al₂O₃晶體的晶格能大于NaCl晶體的晶格能，
故答案為：Al₂O₃晶體中Al³⁺、O^2-的電荷大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的電荷，而離子半徑Al³⁺＜Na⁺，O^2-＜Cl^-；
（5）Fe晶體屬于金屬晶體，由金屬陽離子與自由電子構成；由晶胞結構可知，Fe晶體為面心立方；
△ABC為等腰直角三角形，故AB=

2

2

AC=

2

2

×4×1.27×10^-10m=3.59×10^-10m；
故答案為：金屬陽離子、自由電子；面心立方；3.59×10^-10．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及元素推斷、電離能、核外電子排布、雜化軌道、分子結構、晶格能、晶胞結構及計算等，推斷元素是解題關鍵，側重對基礎知識的應用，難度中等，（5）中對學生的空間想象及數學計算有一定的要求．