Question

A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大，其中A含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；C的最外层有6个运动状态不同的电子；D是短周期元素中电负性最小的元素；E的最高价氧化物对应的水化物酸性最强；F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族，且相差3个周期。

(1)元素A、B、C的电负性由小到大的顺序是________(用元素符号表示)。

(2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为________。

(3)F原子的外围电子排布式为________，F的晶体中原子的堆积方式是下图中的________(填“甲”“乙”或“丙”)。

(4)D与E、G与E形成的晶体类型相同，但晶体的配位数不同，其原因是____________________________________________________________ __________。

(5)已知DE晶体的晶胞如图所示。若将DE晶胞中的所有E离子去掉，并将D离子全部换为A原子，再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A原子，且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个原子以单键相连，由此表示A的一种晶体的晶胞(已知A—A键的键长为a cm，N_A表示阿伏加德罗常数)，则该晶胞中含有________个A原子，该晶体的密度是________g/cm³。

Answer 1

解析　A元素有3个能级且每个能级所含的电子数相同，则其核外电子排布式为1s²2s²2p²，即为碳；短周期元素中电负性最小的是钠，即D为钠，G与钠相差三个周期，为Cs；因C的最外层电子排布式为ns²np⁴，原子序数比钠小，故C是氧、B是氮；HClO₄是酸性最强的含氧酸，故E是氯；F应为第四周期元素，其内层电子均充满，则为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d^10,4s处于半满状态，故F是铜。(1)C、N、O同周期，同周期元素从左至右，电负性逐渐增大，故电负性由小到大的顺序是C<N<O。(2)氯的最高价含氧酸是HClO₄，中心原子Cl的价原子对数为(7＋1)/2＝4，故采取的杂化类型是sp³杂化。

(3)铜的晶体是面心立方最密堆积，甲是体心立方堆积，乙是简单立方堆积，丙是面心立方最密堆积，故选丙。(4)NaCl、CsCl的阳离子半径不同，由于NaCl的正负离子的半径比为0.525，而CsCl中正负离子的半径比为0.934，故NaCl的配位数是6，CsCl的配位数是8。(5)题意所述的晶体为金刚石，且每个碳原子被四个小立方体共有，故每个小立方体相当于有四个碳原子，则四个小立方体含碳原子数为8个。设小立方体的边长为x，则小立方体体对角线(长度为2a)与面对角线(长度为x)和边长(长度为x)构成直角三角形，如图所示，解得x＝2a/。则该晶体的密度为＝ g/cm³。

答案　(1)C<N<O

(2)sp³杂化

(3)3d¹⁰4s¹　丙

(4)正负离子的半径比不同

(5)8