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11.元素A、B、C、D、E、F、G、M在元素周期表中的位置如图1所示,回答下列问题:

(1)M的基态原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2,B、C、D三种原子的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C(用元素符号表示).
(2)化合物M(BD)3的熔点为-20℃,沸点为103℃,其固体属于分子晶体,它在空气中燃烧生成红棕色氧化物,反应的化学方程式为4Fe(CO)3+9O2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe2O3+12CO2
(3)化合物BDG2的空间构型为平面三角形,写出一种与BDG2具有 相同空间构型的含氧酸根离子NO3-、CO32-等.
(4)化合物FD的晶胞结构如图2所示,晶胞参数(即边长)为amm,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体的密度为$\frac{1.6×1{0}^{5}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(用含a 和NA的代数式表示)

分析 由元素在周期表中的位置,可知A为H元素、B为碳元素、C为N元素、D为O元素、E为Na、F为Mg、G为Cl、M为Fe.
(1)Fe原子核外电子数为26,根据能量最低原理书写核外电子排布式;
同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,N元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的;
(2)化合物Fe(CO)3的熔点为-20℃,沸点为103℃,熔沸点比较低,符合分子晶体的性质;它在空气中燃烧生成红棕色氧化物,该氧化物为氧化铁,还生成二氧化碳;
(3)化合物COCl2的C原子形成3个σ键,没有孤对电子,价层电子对数为3;与COCl2具有相同空间构型的含氧酸根离子的中心原子连接3个O原子且没有孤对电子;
(4)根据均摊法计算晶胞中Mg原子、O原子数目,用阿伏伽德罗常数表示出晶胞质量,再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算该晶体的密度.

解答 解:由元素在周期表中的位置,可知A为H元素、B为碳元素、C为N元素、D为O元素、E为Na、F为Mg、G为Cl、M为Fe.
(1)Fe原子核外电子数为26,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2
同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,N元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能N>O>C,
故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;N>O>C;
(2)化合物Fe(CO)3的熔点为-20℃,沸点为103℃,熔沸点比较低,属于分子晶体,它在空气中燃烧生成红棕色氧化物,该氧化物为氧化铁,还生成二氧化碳,反应方程式为:4Fe(CO)3+9O2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe2O3+12CO2
故答案为:分子;4Fe(CO)3+9O2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2Fe2O3+12CO2
(3)化合物COCl2的C原子形成3个σ键,没有孤对电子,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,与COCl2具有相同空间构型的含氧酸根离子的中心原子连接3个O原子且没有孤对电子,为NO3-、CO32-等,
故答案为:平面三角形;NO3-、CO32-等;
(4)晶胞中Mg原子数目为6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4、O原子数目=1+12×$\frac{1}{4}$=4,则晶胞质量为4×$\frac{24+16}{{N}_{A}}$g,晶胞参数(即边长)为amm,阿伏伽德罗常数为NA,该晶体的密度为 4×$\frac{24+16}{{N}_{A}}$g÷(0.1a cm)3=$\frac{1.6×1{0}^{5}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3
故答案为:$\frac{1.6×1{0}^{5}}{{a}^{3}{N}_{A}}$.

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及元素周期表、核外电子排布、电离能、晶体类型与性质、空间构型判断、晶胞计算等,注意同周期主族元素中第一电离能异常情况,需要学生具备扎实的基础.

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