Question

17．現(xiàn)有七種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素

B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1

C原子的第一至第四電離能分別為   I1=738，I2=1451，I3=7733，I4=10540（單位：kJ/mol）

D原子核外所有p軌道全滿或半滿

E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4

F是前四周期中電負(fù)性最小的元素

G在周期表的第七列

（1）已知液態(tài)BA₃中與液態(tài)水類似，存在微弱的電離，寫出其電離方程式2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．
（2）B基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形形．
（3）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布為，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了泡利原理．
（4）G位于第ⅦB族d區(qū)，價(jià)電子排布式為3d⁵4s²．
（5）DE₃中心原子的雜化方式為sp³，用價(jià)層電子對互斥理論推測其空間構(gòu)型為三角錐形．
（6）F元素的晶胞如圖所示，若設(shè)該晶胞的密度為a g/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，F(xiàn)原子的摩爾質(zhì)量為M g/mol，則F原子的半徑為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，則A為H；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即B為N；由C原子的第一至第四電離能，則C為Mg；D原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價(jià)電子為3s²3p³符號題意，即D為P；E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E為第三周期第ⅥⅠA族元素，即E為Cl；F、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，F(xiàn)是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則F為K，G在周期表的第七列，則G為Mn，然后利用原子結(jié)構(gòu)及分子的空間構(gòu)型來解答．

解答 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，則A為H；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即B為N；由C原子的第一至第四電離能，則C為Mg；D原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價(jià)電子為3s²3p³符號題意，即D為P；E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E為第三周期第ⅥⅠA族元素，即E為Cl；F、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，F(xiàn)是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則F為K，G在周期表的第七列，則G為Mn，
（1）水電離的實(shí)質(zhì)是分子結(jié)合另一分子的氫離子形成陽離子，另一分子形成陰離子發(fā)生電離，故液氨中的電離平衡方程式為：為2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，
故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
BA₅為離子化合物，則為NH₄H，其電子式為，故答案為：；
（2）B為N，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個(gè)方向，p軌道為紡錘形，
故答案為：3；紡錘形；
（3）由泡利原理可知，電子在同一軌道內(nèi)的自旋方向應(yīng)相反，C基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個(gè)電子自旋方向相同，則違反了泡利原理，
故答案為：泡利原理；
（4）G為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區(qū)，其價(jià)電子為3d⁵4s²，
故答案為：第ⅦB；d；3d⁵4s²；
（5）PCl₃中，孤電子對數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（6）K元素的晶胞如圖所示，該晶胞中K原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，晶胞的質(zhì)量為：$\frac{2M}{{N}_{A}}$g，若設(shè)該晶胞的密度為ag/cm³，則晶胞的體積=$\frac{\frac{2M}{{N}_{A}}g}{ag•c{m}^{3}}$=$\frac{2M}{a{N}_{A}}$cm³，則晶胞的棱長=$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，設(shè)F原子的半徑為r cm，晶胞體對角線上的3個(gè)F原子相鄰，則：（4r）²=3（$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm）²，r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的綜合應(yīng)用，題目難度較大，推斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，注意掌握原子結(jié)構(gòu)還與元素周期律、元素周期表的關(guān)系．