Question

【题目】第四周期有18种元素，其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题：

（1）基态钙原子核外电子云形状为____________，电子占据的最高能层符号是____________。

（2）五氧化二钒（V2O5）是硫酸工业中重要的催化剂，基态钒原子的价电子排布式为____________。

（3）琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，其中“亚铁”是关键成分，K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2+的试剂，1molCN-中含π键的数目为____________，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是____________。

（4）镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素符号表示）；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维渗杂剂，其熔点为-49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为____________，中心原子的杂化类型为____________；砷酸酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因____________；砷化硼是一种新型材料，或成为最好的热导体，其结构与金刚石相似，已知砷化硼晶胞参数为bpm，则该晶体的密度为____________ g ·cm-3。(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer 1

【答案】 球形和哑铃形 N 3d3 4s2 2NA Fe3+的3d5半满状态更稳定 As＞Se＞Ge＞Ga 分子晶体 sp3 硒酸中非羟基氧原子较多（或其他合理解释）

【解析】(1)基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,由于s、p两个能级的电子云形状分别为球形和哑铃形，所以基态钙原子核外电子云形状为球形和哑铃形；电子占据的最高能层是第四层，符号是N；

(2)钒的原子序数为23，所以其基态的价电子排布式为3d3 4s2；

(3)在CN-内部有一个σ，两个π键，所以1molCN-中含π键的数目为2NA；Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，3d5是半充满状态，比较稳定，所以Fe2+易被氧化成Fe3+；

(4)同周期主族元素的第一电离能从左到右是依次增大的，但其中ⅡA和ⅢA，以及ⅤA和ⅥA之间存在有全满和半满的情况，所以有反常现象，因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为As＞Se＞Ge＞Ga；四氯化锗的熔沸点都很低，所以其晶体为分子晶体；中心原子即Ge的杂化类型为sp3，可以和四个氯原子形成四个等价的共价键；砷酸的分子式为H3AsO4，而硒酸的分子式为H2SeO4，所以在分子结构上，砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸的，所以砷酸酸性弱于硒酸；根据金刚石的晶胞结构可知，每个砷化硼晶胞中含有4个BAs分子，所以每个晶胞的质量m= ，其体积为V=(b×10-10)3 cm3，所以该晶体的密度为