Question

16．下表為元素周期表中第四周期的部分元素（從左到右按原子序數(shù)遞增排列），根據(jù)要求回答下列各小題：

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

（1）在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個(gè)電子的元素有K、Cr、Cu（填元素符號(hào)）．
（2）根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個(gè)區(qū)域：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)，以上十二種元素分別屬于s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)，則屬于s區(qū)的元素有2種，屬于d區(qū)的元素有8種．
（3）試比較：第一電離能I₁（Ga）＜I₁（Ge）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）釔鋇銅氧是一種新型節(jié)能高溫超導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，研究發(fā)現(xiàn)，此高溫超導(dǎo)體中的Cu元素有兩種價(jià)態(tài)，分別為+2價(jià)和+3價(jià)，Y元素的化合價(jià)為+3價(jià)，Ba元素的化合價(jià)為+2價(jià)．
①該物質(zhì)的化學(xué)式為：YCu₃Ba₂O₇．
②該物質(zhì)中Cu²⁺與Cu³⁺的原子個(gè)數(shù)比為：2：1．

Answer 1

分析 （1）基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個(gè)電子的元素為：3d軌道上沒有電子但4s軌道上有一個(gè)電子的元素、3d軌道上有5個(gè)電子且4s軌道上有1個(gè)電子的元素、3d軌道上有10個(gè)電子且4s軌道上有1個(gè)電子的元素；
（2）s區(qū)的元素為第IA、IIA族元素；d區(qū)的元素為除了第IB、IIB族元素外的過渡元素；
（3）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大；
（4）①根據(jù)均攤法計(jì)算出晶胞中含有Y原子個(gè)數(shù)，再確定化學(xué)式；
②利用化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零求得離子個(gè)數(shù)比．

解答 解：（1）3d軌道上沒有電子但4s軌道上有一個(gè)電子的元素為K，3d軌道上有5個(gè)電子且4s軌道上有1個(gè)電子的元素為Cr，3d軌道上有10個(gè)電子且4s軌道上有1個(gè)電子的元素為Cu；
故答案為：K、Cr、Cu；
（2）s區(qū)的元素為第IA、IIA族元素，所以該周期表中屬于s區(qū)的元素有：K、Ca，共2種；
d區(qū)的元素為除了第IB、IIB族元素外的過渡元素，該周期表中有Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni，共8種元素；
故答案為：2；8；
（3）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能：Ga＜Ge，
故答案為：＜；
（4）①根據(jù)均攤法結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖可知晶胞中含有Y原子個(gè)數(shù)為1，含有Cu原子個(gè)數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+8×$\frac{1}{4}$=3，含有Ba原子個(gè)數(shù)為2，含有O原子個(gè)數(shù)為：12×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{2}$=7，所以化學(xué)式為：YCu₃Ba₂O₇，
故答案為：YCu₃Ba₂O₇；
（2）設(shè)該物質(zhì)中+2價(jià)的Cu離子個(gè)數(shù)為x、+3價(jià)的Cu離子個(gè)數(shù)為y，根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零可知：+3+2x+3y+2×2-2×7=0，且x+y=3，解得：x=2，y=1，所以+2價(jià)和+3價(jià)的Cu離子個(gè)數(shù)比為2：1，
故答案為：2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了晶胞計(jì)算、元素周期表和元素周期律的綜合應(yīng)用，題目難度中等，熟練掌握元素周期律內(nèi)容、元素周期表結(jié)構(gòu)為解答關(guān)鍵，注意明確均攤法晶胞計(jì)算中的應(yīng)用方法．