Question

13．a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示．

a	原子核外电子分别占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同
b	基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1
c	在周期表所列元素中电负性最大
d	基态原子M层全充满，N层只有一个电子

请回答：
（1）基态c原子核外存在4对自旋相反的电子，其基态原子的价电子排布图为．
（2）b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示）．
（3）a元素最高价氧化物对应水化物的酸根离子的空间构型为平面三角形，中心原子的轨道杂化类型为sp³杂化．
（4）c的氢化化极易溶于水，除因为与水分子之间易形成氢键处，还因为氨气与水分子都是极性分子，相似相溶．
（5）d可形成面心立方最密堆积的晶体，若d的相对分子质量为M，密度为ag•cm^-3，则d晶胞的体积为$\frac{4M}{{aN}_{A}}$cm³（用M、a表示，阿伏加德罗常数的值用N_A表示）．

Answer 1

分析 a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s²2s²2p³，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d位于周期表中第4纵行，且处于第四周期，故d为Ti；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu，据此解答．

解答 解：a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s²2s²2p³，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d位于周期表中第4纵行，且处于第四周期，故d为Ti；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu．
（l）c为F元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁵，核外存在4对自旋相反的电子，其基态原子的价电子排布图为，
故答案为：4；；
（2）与b同周期相邻元素分别为C、O，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（3）a元素最高价氧化物水化物的酸根离子为CO₃^2-，离子中C原子价层电子对数=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，没有孤电子对，故碳酸根离子为平面三角形结构，中心C原子的轨道杂化类型为 sp³杂化，
故答案为：平面三角形；sp³杂化；
（4）c的氢化物为NH₃，极易溶于水，除因为与水分子之间易形成氢键处，还因为：氨气与水分子都是极性分子，相似相溶，
故答案为：氨气与水分子都是极性分子，相似相溶；
（5）Cu可形成面心立方最密堆积的晶体，晶胞中Cu原子数目为6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶体密度为ag/cm³，则晶胞的体积为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷ag/cm³=$\frac{4M}{{aN}_{A}}$cm³，
故答案为：$\frac{4M}{{aN}_{A}}$cm³．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、分子结构与性质、晶胞计算等，明确元素种类是解题关键，注意同周期元素第一电离能异常情况，注意利用均摊法进行晶胞的有关计算，难度中等．