Question

下表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表一種化學元素．

a

b

c

d

e

f

（1）元素a和元素b的簡單氫化物熔點較高的是

H₂O

（用化學式填空），其原因是

O元素的非金屬性大于C元素，且水中存在氫鍵，導致水的熔點大于甲烷

．
（2）a和d可形成不同晶體，下列說法正確的是（N_A是阿佛加德羅常數(shù)）

ad

．
A．元素a的單質可能是原子晶體或分子晶體
B．mg d元素形成的晶體中，含共價鍵數(shù)目為m N_A/7
C．元素a與元素d形成的化合物40g，含N_A個分子
D．元素d的最高價氧化物6g，含共價鍵物質的量為0.4mol
（3）c和e形成的化合物的中，每個陽離子周圍距離最近且等距離的陽離子有

12

個，一個晶胞中的陰離子數(shù)目為

4

個．晶體中陽離子和陰離子核間距為a cm，該化合物相對分子質量為M，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，則晶體密度為

M

2a3NA

g/cm³．
（4）f原子的外圍電子排布式為

3d⁶4s²

，其晶胞結構如圖，f單質的晶體密度為ρg/cm³，f相對原子質量為M，阿伏伽德羅常數(shù)N_A，則f的原子半徑為

3

4

×

3	2M ρNA

．

Answer 1

分析：根據(jù)元素在周期表中的位置知，a、b、c、d、e、f分別是C、O、Na、Si、Cl、Fe元素，
（1）同一周期元素中，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強，元素的非金屬性越強，其氫化物的熔點越高，且水中存在氫鍵；
（2）C和Si可形成不同晶體，
A．碳元素的單質有金剛石、C₆₀等，根據(jù)晶體中存在的微粒確定晶體類型；
B．d是Si元素，硅晶體中每個硅原子含有2個共價鍵；
C．元素a與元素d形成的化合物是碳化硅，碳化硅是原子晶體；
D．元素d的最高價氧化物是二氧化硅，二氧化硅晶體中每個硅原子含有4個硅氧鍵；
（3）Na和Cl形成的化合物的中，每個陽離子周圍距離最近且等距離的陽離子有12個，一個晶胞中的陰離子數(shù)目為4個．晶體中陽離子和陰離子核間距為a cm，該化合物相對分子質量為M，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，根據(jù)ρ=

m

V

計算其密度；
（4）f是Fe元素，鐵原子中3d和4s能級上的電子為其外圍電子，根據(jù)構造原理書寫其外圍電子排布式；
利用均攤法計算該晶胞中鐵原子個數(shù)，再結合密度公式進行計算．

解答：解：根據(jù)元素在周期表中的位置知，a、b、c、d、e、f分別是C、O、Na、Si、Cl、Fe元素，
（1）同一周期元素中，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強，元素的非金屬性越強，其氫化物的熔點越高，且水中存在氫鍵，所以氫化物熔點較高的是H₂O，
故答案為：H₂O；O元素的非金屬性大于C元素，且水中存在氫鍵，導致水的熔點大于甲烷；
（2）C和Si可形成不同晶體，
A．碳元素的單質有金剛石、C₆₀等，金剛石為原子晶體，C₆₀為分子晶體，所以元素a的單質可能是原子晶體或分子晶體，故正確；
B．硅晶體中每個硅原子含有2個共價鍵，所以mg Si元素形成的晶體中，含共價鍵數(shù)目=

mg

28g/mol

×2×NA/mol=

mNA

14

，故錯誤；
C．元素a與元素d形成的化合物是碳化硅，碳化硅是原子晶體，其構成微粒是原子，所以不含分子，故錯誤；
D．元素d的最高價氧化物是二氧化硅，二氧化硅晶體中每個硅原子含有4個硅氧鍵，則元素d的最高價氧化物6g，其物質的量是0.1mol，則含共價鍵物質的量為0.4mol，故正確；
故選ad；
（3）Na和Cl形成的化合物的中，每個陽離子周圍距離最近且等距離的陽離子個數(shù)=3×8×

1

2

=12，一個晶胞中的陰離子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，該晶胞中陰陽離子個數(shù)都是4，晶體中陽離子和陰離子核間距為a cm，該化合物相對分子質量為M，N_A為阿伏加德羅常數(shù)，ρ=

m

V

=

M NA ×4

(2a)3

g/cm³ =

M

2a3NA

g/cm³，
故答案為：12；4；

M

2a3NA

；
（4）f是Fe元素，鐵原子中3d和4s能級上的電子為其外圍電子，根據(jù)構造原理知其外圍電子排布式3d⁶4s²；
該晶胞中鐵原子個數(shù)=1+

1

8

×8=2，其密度ρ=

M NA ×2

V

g/cm³，所以其V=

2M

ρNA

cm³，
設原子半徑為x，設晶胞的棱長為y，y²+2y²=（4x）²
y=

16 3

x，其體積=（

16 3

x）³cm³=

2M

ρNA

cm³，x=

3

4

×

3	2M ρNA

cm，
故答案為：3d⁶4s²；

3

4

×

3	2M ρNA

．

點評：本題以元素周期律和元素周期表為載體考查了物質結構和性質，涉及晶胞的計算、晶體類型的判斷、阿伏伽德羅常數(shù)的有關計算等知識點，難點是晶胞的計算，要求學生有豐富的空間想象能力及計算能力，難度較大．