Question

【化学-选修物质结构与性质】
已知A、B、C、D均为周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．A、B、C为同一周期的主族元素，A原子最外层有3个未成对电子，B原子p能级电子总数与s能级电子总数相等．D是周期表1-18列中的第10列元素．请回答：
（l）C的电子排布图为

 

．
（2）A、B两元素的第一电离能较大的是

 

（填写元素符号）．
（3）A的氢化物的VSEPR模型立体结构为

 

．
（4）D属于元素周期表中第

 

周期，第

 

族元素，它的+2价离子的电子排布式为

 

．
（5）元素D的氧化物DO晶体结构与NaCl晶体结构相同，已知D²⁺与最近O^2-的核间距离为acm，DO的摩尔质量为Mg/mol，若用“N_AA表示阿伏加德罗常数，则DO晶体的密度为

 

．
（6）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，某种DO晶体中就存在如图所示的缺陷：一个D²⁺空缺，另有两个D²⁺被两个D³⁺所取代．其结果晶体仍呈电中性，但化合物中D和O的比值却发生了变化．其氧化D样品组成为D_0.97O，则该晶体中D³⁺与D²⁺的离子个数比为

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D均为周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．D是周期表1-18列中的第10列元素，则D为Ni；A、B、C为同一周期的主族元素，则处于短周期，B原子p能级电子总数与s能级电子总数相等，则B原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，A原子最外层有3个未成对电子，则其外围电子排布为ns²np³，处于ⅤA族，结合原子序数可知，A为N、B为O、C为F，据此解答．

解答：解：A、B、C、D均为周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．D是周期表1-18列中的第10列元素，则D为Ni；A、B、C为同一周期的主族元素，则处于短周期，B原子p能级电子总数与s能级电子总数相等，则B原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，A原子最外层有3个未成对电子，则其外围电子排布为ns²np³，处于ⅤA族，结合原子序数可知，A为N、B为O、C为F，
（1）C为F元素，原子核外有9个电子，核外电子排布图为，故答案为：；
（2）A、B两元素分别为N、O元素，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，失去第一个电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能较大的是N元素，故答案为：N；
（3）A的氢化物为CH₄，C原子价层电子对数为4，其VSEPR模型立体结构为正四面体，故答案为：正四面体；
（4）D为Ni元素，属于28号元素，属于元素周期表中第四周期第Ⅷ族元素，它的+2价离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，
故答案为：四；Ⅷ；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；
（5）元素D的氧化物NiO晶体结构与NaCl晶体结构相同，Ni²⁺处于面心、棱中心，O^2-处于面心与顶点上，则晶胞中Ni²⁺数目=1+12×

1

4

=4、O^2-数目=6×

1

2

+8×

1

8

=4，故晶胞质量=

4×M

NA

g，Ni²⁺与最近O^2-的核间距离为acm，则晶胞棱长为2a cm，故晶胞的体积=（2a cm）³=8a³ cm³，故NiO晶体的密度=

4×M NA g

8a3 cm3

=

M

2NAa3

g/cm³，
故答案为：

M

2NAa3

g/cm³；
（6）设1mol Ni_0.97O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺为（0.97-x）mol，晶体呈电中性，可知3x+2×（0.97-x）=2×1，解得x=0.06mol，故Ni²⁺为（0.97-x）mol=0.91mol，Ni³⁺、Ni²⁺的数目之比=0.06：0.91=6：91，
故答案为：6：91．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、电离能、价层电子对互斥理论、晶胞结构与计算等，难度中等，（5）为易错点、难点，题目没有给出具体的晶胞结构，注意识记中学常见的晶胞结构．