Question

1．下表是元素周期表的一部分．表中所列字母分別代表一種元素．

試回答下列問題：
（1）請畫出元素D的基態(tài)原子的價電子排布圖，與D同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與D原子相同的元素有8種．
（2）A的最簡單氫化物的中心原子的雜化形式為sp³；C在空氣中燃燒產物的分子構型為V形，與其互為等電子體的單質的分子式為O₃．
（3）B單質晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示．

?晶胞中B原子的配位數(shù)為12，其堆積方式是（填“是或否”）密置堆積．?若B原子的半徑為d cm，用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，M表示B原子的相對原子質量，則該晶體的密度為$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}tl91sww^{3}}$g/cm³（用字母表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)元素在周期表中的位置知，A、B、C、D分別是C、Al、S、Mn元素，
（1）Mn原子3d、4s能級上分別含有5、2個電子，與D同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與D原子相同的元素有Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn；
（2）A的最簡單氫化物是甲烷，甲烷分子中C原子價層電子對個數(shù)是4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型；
S在空氣中燃燒產物是二氧化硫，二氧化硫分子中S原子價層電子對個數(shù)是3且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷二氧化硫的分子構型，原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體；
（3）晶胞中Al原子的配位數(shù)=3×8÷2，其堆積方式是密置堆積，Al的原子半徑為dcm，根據(jù)圖知，每個面對角線上3個原子共線，則晶胞邊長=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞體積=（2$\sqrt{2}$d）³cm³?該晶胞中原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：根據(jù)元素在周期表中的位置知，A、B、C、D分別是C、Al、S、Mn元素，
（1）Mn原子3d、4s能級上分別含有5、2個電子，其價電子排布圖為，與D同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與D原子相同的元素有Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn，所以有8種，
故答案為：；8；
（2）C元素的最簡單氫化物是甲烷，甲烷分子中C原子價層電子對個數(shù)是4，根據(jù)價層電子對互斥理論知C原子雜化類型為sp³；
S在空氣中燃燒產物是二氧化硫，二氧化硫分子中S原子價層電子對個數(shù)是3且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論得二氧化硫的分子構型為V形，原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體，與其互為等電子體的單質的分子式為O₃，
故答案為：sp³；V；O₃；
（3）晶胞中Al原子的配位數(shù)=3×8÷2=12，其堆積方式是密置堆積，Al的原子半徑為dcm，根據(jù)圖知，每個面對角線上3個原子共線，則晶胞邊長=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞體積=（2$\sqrt{2}$d）³cm³?該晶胞中原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（2\sqrt{2}d）^{3}}$g/cm³=$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}cqxqlai^{3}}$g/cm³，
故答案為：12；是；$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}ht4ans6^{3}}$g/cm³．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、微�？臻g構型判斷、等電子體等知識點，利用價層電子對互斥理論判斷原子雜化方式及微�？臻g構型，難點是晶胞計算，題目難度中等．