Question

A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)極最小的元素．
已知：
A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等；
B元素原子的核外P電子數(shù)比S電子數(shù)少l個；
C原子的第一至第四電離能為：I₁=738kJ/mol，I₂=1451kJ/mol，I₃=7733kJ/mol，I₄=10540kJ/mol；
D原子核外所有P軌道為全充滿或半充滿；
E元素的族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4；
（1）寫出E元索在周期表位置：

 

；D元素的原子的核外電子排布式：

 

；
（2）某同學(xué)根據(jù)題目信息和掌握的知識分析C的核外電子排布為：

該同學(xué)所畫的軌道式違背了

 

；
（3）已知BA₅為離子化合物，寫出其電子式：

 

；
（4）DE₃中心原子雜化方式為

 

，其空間構(gòu)型為

 

；
（5）某金屬晶體中原子堆積方式如圖甲，晶胞特征如圖乙，原子相對位置關(guān)系如圖丙；則晶胞中該原子配位數(shù)為

 

；空間利用率為

 

；該晶體的密度為

 

．
（已知該金屬相對原子質(zhì)量為m，原子半徑為a cm）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)極最小的元素，則F為K元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，則A為H元素；B元素原子的核外P電子數(shù)比S電子數(shù)少l個，B有2個電子層，為1s²2s²2p³，故B為N元素；由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知，第三電離能劇增，故C表現(xiàn)+2價，處于ⅡA族，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg元素；D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素，據(jù)此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F(xiàn)為第四周期元素，F(xiàn)還是前四周期中電負(fù)極最小的元素，則F為K元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，則A為H元素；B元素原子的核外P電子數(shù)比S電子數(shù)少l個，B有2個電子層，為1s²2s²2p³，故B為N元素；由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知，第三電離能劇增，故C表現(xiàn)+2價，處于ⅡA族，原子序數(shù)大于N元素，故C為Mg元素；D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；E處于第三周期，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素，
（1）E為Cl元素，在周期表位置：第三周期第ⅦA族；D為P元素，原子的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案為：第三周期第ⅦA族；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2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)所畫的電子排布圖中3s能級為填充滿，就填充能量更高的3p能級，違背了能量最低原理，
故答案為：能量最低原理；
（3）NH₅為離子化合物，是由NH₄⁺與H^-兩種粒構(gòu)成，電子式為，
故答案為：；
（4）PCl₃中心原子P原子成3個σ鍵，P原子價層電子對是為3+1=4，含有1對孤對電子對，雜化軌道數(shù)為4，雜化方式為sp³，其空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³，三角錐形；
（5）由圖可知，晶胞為面心立方堆積，以頂點的原子分析，位于面心的原子與之相鄰，1個頂點原子處在12個面上，故配位數(shù)為12；
晶胞中原子數(shù)目為6×

1

2

+8×

1

8

=4，原子半徑為acm，則晶胞中原子總體積=4×

4

3

πa³ cm³，由圖丙可知，正方形對角線長度為4a cm，故立方體的棱長為

2

2

×4a cm=2

2

a cm，晶胞體積為（2

2

a cm）³=16

2

a³ cm³，故空間利用率為

4× 4 3 ×3.14×a3 cm3

16 2 a3 cm3

×100%=74%；
該金屬相對原子質(zhì)量為m，則晶胞的質(zhì)量=4×

m

NA

g，故晶體的密度=

4× m NA g

16 2 a3 cm3

=

2 m

8a3?NA

g/cm³，
故答案為：12；74%；

2 m

8a3?NA

g/cm³．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)與位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、電子式、雜化軌道理論、分子結(jié)構(gòu)、晶胞計算等，綜合性較大，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，（5）為易錯點、難點，需要學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)計算能力與空間想象力，注意基礎(chǔ)知識的掌握．