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4.已知A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素,原子序数依次增大.A的基态原子2p能级有2个单电子;C占整个地壳质量的48.6%,是地壳中含量最多的元素;E的单质常温常压下为黄绿色气体,化学性质十分活泼,具有毒性;F位于ds区,最外能层有单电子,是唯一的能大量天然产出的金属;D与F不同周期,但最外能层电子数相等.
(1)写出基态F原子的价电子排布式3d104s1
(2)A、B、C三种元素第一电离能由大到小顺序为N>O>C   (用元素符号表示)
(3)A、C两元素形成的化合物AC2的分子空间构型直线型,AC2中心原子的杂化方式sp,与 AC2互为等电子体的粒子的化学式N2O,NO2+    (分子和离子各写一种).
(4)D、E形成的一种离子化合物,在如图晶胞结构图中黑球表示E的位置,白球表示D的位置,已知该晶胞的边长为n cm,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞的密度ρ=$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$   g/cm3(用含a、NA的计算式表示).

分析 A、B、C、D、E、F是周期表前四周期的元素,原子序数依次增大.A的基态原子2p能级有2个单电子,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故A为碳元素;C占整个地壳质量的48.6%,是地壳中含量最多的元素,则C为O元素;E的单质常温常压下为黄绿色气体,化学性质十分活泼,具有毒性,则E为Cl;F位于ds区,最外能层有单电子,是唯一的能大量天然产出的金属,F为Cu;D与F不同周期,但最外能层电子数相等,D的原子序数大于氧、小于Cl,可知D为Na,据此进行解答.

解答 解:(1)F为Cu元素,为29号元素,原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,则其价电子排布式为:3d104s1
故答案为:3d104s1
(2)同一周期随着原子序数的递增,元素的第一电离能总体呈现增大趋势,N原子原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于氧元素的,所以第一电离能大小为:N>O>C,
故答案为:N>O>C;
(3)AC2为CO2,二氧化碳分子中含有两个碳氧双键,为直线型结构;二氧化碳分子中,碳原子形成2个σ键,没有孤对电子,则C原子的杂化轨道类型为sp,
A、C两元素形成的化合物CO2的分子空间构型为直线形,与CO2互为等电子体的粒子的化学式有N2O、NO2+ 等,
故答案为:直线型;sp;N2O、NO2+
(4)E为Cl、D为Na,晶胞中氯离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,钠离子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4,则晶胞质量为4×$\frac{58.5}{{N}_{A}}$g,晶胞的边长为n cm,
则晶胞的密度ρ=$\frac{\frac{58.5}{{N}_{A}}×4g}{({ncm)}^{3}}$=$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$g/cm3
故答案为:$\frac{234}{{n}^{3}{N}_{A}}$g/cm3

点评 本题考查较为综合,涉及核外电子排布、电离能、空间构型、等电子体、晶胞计算等知识,题目难度中等,掌握均摊法进行晶胞有关计算,注意同周期第一电离能异常情况,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力.

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