Question

已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，A、B與C；D、E與F分別位于同一周期．A原子L層上有3個(gè)未成對(duì)電子，B的簡(jiǎn)單負(fù)二價(jià)離子與C原子核外電子排布相同、含有D元素的鹽的焰色反應(yīng)火焰為黃色，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價(jià)化合物，G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，填寫(xiě)下列空白
（1）元素的第一電離能最大的是

 

，屬于過(guò)渡元素的是

 

（填寫(xiě)元素符號(hào)）．
（2）寫(xiě)出B元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式

 

，F(xiàn)離子電子排布式

 

．
（3）AF₃分子中A原子的雜化類(lèi)型是

 

，AF₃分子的幾何構(gòu)型為

 

．
（4）已知E₂B₃的晶格比DF的晶格能大得多，試分析導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是：

 

．
（5）構(gòu)成G晶體的微粒是

 

，G的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，G的晶胞為

 

結(jié)構(gòu)．若G原子的半徑為1.27×10^-10m，G金屬晶體中的晶胞長(zhǎng)度，即圖乙中AB的長(zhǎng)度為

 

m．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：元素周期律與元素周期表專(zhuān)題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，A原子L層上有3個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為氮元素；A、B與C位于同一周期，B的簡(jiǎn)單負(fù)二價(jià)離子與C原子核外電子排布相同，則B為氧元素、C為Ne；含有D元素的鹽的焰色反應(yīng)火焰為黃色，則D為Na；D、E與F分別位于同一周期，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價(jià)化合物，則E為Al、F為Cl；G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，則G為Fe，
（1）氖原子是最外層為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去電子，第一電離能最大；Fe元素屬于過(guò)渡元素；
（2）根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)電子排布式；
（3）計(jì)算NCl₃分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)及孤電子對(duì)數(shù)，確定雜化方式與空間構(gòu)型；
（4）離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大；
（5）Fe晶體屬于金屬晶體，由金屬陽(yáng)離子與自由電子構(gòu)成；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)e晶體為面心立方；△ABC為等腰直角三角形，故AB=

2

2

AC．

解答： 解：A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，A原子L層上有3個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A為氮元素；A、B與C位于同一周期，B的簡(jiǎn)單負(fù)二價(jià)離子與C原子核外電子排布相同，則B為氧元素、C為Ne；含有D元素的鹽的焰色反應(yīng)火焰為黃色，則D為Na；D、E與F分別位于同一周期，EF₃是由活潑金屬和活潑非金屬組成的共價(jià)化合物，則E為Al、F為Cl；G有多種氧化物，其中一種氧化物有磁性，則G為Fe，
（1）氖原子是最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去電子，所以氖的第一電離能最大；Fe元素屬于過(guò)渡元素，
故答案為：Ne；Fe；
（2）O元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式是2s²2p⁴；Cl^-的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，
故答案為：2s²2p⁴；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（3）NCl₃中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，N原子含有1對(duì)孤電子對(duì)，故N原子采取sp³雜化，形成三角錐形結(jié)構(gòu)，
故答案為：sp³；三角錐形；
（4）Al₂O₃晶體中Al³⁺、O^2-的電荷大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的電荷，離子半徑Al³⁺＜Na⁺，O^2-＜Cl^-，故Al₂O₃晶體的晶格能大于NaCl晶體的晶格能，
故答案為：Al₂O₃晶體中Al³⁺、O^2-的電荷大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的電荷，而離子半徑Al³⁺＜Na⁺，O^2-＜Cl^-；
（5）Fe晶體屬于金屬晶體，由金屬陽(yáng)離子與自由電子構(gòu)成；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，F(xiàn)e晶體為面心立方；
△ABC為等腰直角三角形，故AB=

2

2

AC=

2

2

×4×1.27×10^-10m=3.59×10^-10m；
故答案為：金屬陽(yáng)離子、自由電子；面心立方；3.59×10^-10．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素推斷、電離能、核外電子排布、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)、晶格能、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算等，推斷元素是解題關(guān)鍵，側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，難度中等，（5）中對(duì)學(xué)生的空間想象及數(shù)學(xué)計(jì)算有一定的要求．