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的第一电离能由小到大的是_______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_______(填写“甲”、“乙”或“丙”)。

（4）DE，GE两种晶体，都属于离子晶体，但配位数不同，其原因是______________________。
（5）已知DE晶体的晶胞如下图所示: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”相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A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acm, 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

（1）C＜O＜N（2分） （2）sp³杂化（2分） （3）3d¹⁰4s¹（2分）；丙（2分）
（4）正负离子的半径比不同（2分）
（5）8（2分）；或或（3分）

试题分析：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，因此A的原子序数是6，即A是碳元素；C的最外层有6个运动状态不同的电子，则C是第ⅥA族元素；D是短周期元素中电负性最小的元素，说明D的金属性最强，短周期中金属性最强的是钠，则D是钠；C的原子序数小于钠的，所以C是氧元素；B的原子序数介于A和C之间，则B是氮元素；E的最高价氧化物的水化物酸性最强，因此E是氯元素；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，则F的原子序数是2+8+18+1＝29，所以F是铜；G元素与D元素同主族，且相差3个周期，所以G是第六周期的Cs元素。
（1）非金属性越强第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，因此氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能，即元素A、B、C的第一电离能由小到大的是C＜O＜N。
（2）E的最高价含氧酸是高氯酸，化学式为HClO₄。根据价层电子对互斥理论可知。氯元素含有的孤对电子对数＝＝0，所以氯元素的杂化方式为sp³杂化。
（3）根据核外电子的排布规律可知，铜原子的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹。铜形成的晶体是面心立方最密堆积，甲是六方最密堆积，乙是体心立方堆积，丙是面心立方最密堆积，因此答案选丙。
（4）NaCl、CsCl的阴阳离子的个数之比都是1:1，都属于AB型离子晶体，但由于晶体中正负离子的半径比不同，因此二者的配位数不同，前者是6，后者是8。
（5）若将氯化钠晶胞中的所有氯离子去掉，并将吗离子全部换为碳原子，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”相邻，则根据均摊法可知该晶胞中含有的碳原子个数＝12×＋1＋4＝8个；“小立方体”中心放置一个A原子，则以该碳原子为中心与小立方体的4个碳原子构成正四面体，因此根据余弦定理可知小立方体面心半径＝，则小立方体的边长＝×＝a，则该晶胞的边长＝2a，所以该晶胞的体积＝(2a)³。该晶胞中含有8个碳原子，则晶胞的密度＝＝。