Question

8．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大．请根据下列相关信息，回答问题．

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能分别是： I1=738kJ/mol  I2=1451kJ/mol  I3=7733kJ/mol  I4=10540kJ/mol

D原子核外所有p轨道全满或半满    E元素的主族序数与周期数的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素    G在周期表的第七列

（1）B基态原子中能量最高的电子所处的能级为2p其电子云在空间有3个方向，原子轨道呈纺锤形；
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，，该同学所画的电子排布图违背了泡利不相容原理
（3）G位于ⅦB族d区，价电子排布式为3d⁵4s²
（4）DE₃中心原子的杂化方式为sp³，用价层电子对互斥理论推测其空间构型为三角锥形
（5）1mol（SCN）₂分子中含有σ键的数目为5N_A；类卤素（SCN）₂对应的酸有两种，理论上硫氰酸（H-S-C≡N）的沸点低于异硫氰酸（H-N=C=S）的沸点，其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键．
（6）ZnS的晶胞结构如图1所示，在ZnS晶胞中，S^2-的配位数为4．
（7）铜与金形成的金属互化物结构如图2，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$（用含“a、N_A 的代数式表示）g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A为H元素；
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，核外电子排布为1s²2s²2p³，故B为N元素；
由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；
D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；
E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素；
F是前四周期中电负性最小的元素，金属性最强，F为第四周期元素，故F为K元素，
G处于第四周期，且在周期表的第7列，G为Mn元素．

解答 解：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A为H元素；
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，核外电子排布为1s²2s²2p³，故B为N元素；
由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；
D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；
E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素；
F是前四周期中电负性最小的元素，金属性最强，F为第四周期元素，故F为K元素，
G处于第四周期，且在周期表的第7列，G为Mn元素．
（1）B为N元素，核外电子排布为1s²2s²2p³，基态原子中能量最高的电子，处于2p能级，其电子云在空间有3个方向，原子轨道呈纺锤形，
故答案为：2p；3；纺锤；
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，3s能级2个电子自旋方向相同，该同学所画的电子排布图违背了：泡利不相容原理，
故答案为：泡利不相容原理；
（3）G为Mn元素，是25号元素，位于第四周期第ⅦB族，最后填充的为d电子，为d区元素，价电子排布式为3d⁵4s²，
故答案为：ⅦB；d；3d⁵4s²；
（4）PCl₃中心原子P原子价层电子对是为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，含有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，杂化方式为sp³，其空间构型为三角锥形，
故答案为：sp³；三角锥形；
（5）（SCN）₂的结构式为N≡C-S-S-C≡N，根据[（SCN）₂]的结构可知分子中有3个单键和2个碳氮三键，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，（SCN）₂分子含有5个σ键，故1mol（SCN）₂分子中含有σ键的数目为 5N_A，
由于异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，所以硫氰酸（H-S-C≡N）的沸点低于异硫氰酸，
故答案为：5N_A；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键；
（6）由图可知，S^2-离子周围有4个Zn²⁺，S^2-的配位数为4，
故答案为：4；
（7）晶胞中Cu原子数目为6×$\frac{1}{2}$=3、Au原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，晶胞质量为$\frac{3×64+197}{{N}_{A}}$g，晶胞边长为a nm，则晶胞体积为（a×10^-7 cm）³，该金属互化物的密度为$\frac{3×64+197}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-7 cm）³=$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3，
故答案为：$\frac{389}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电子云、杂化轨道、分子结构、化学键、氢键、晶胞计算等，题目综合性较大，推断元素是解题的关键，注意基础知识的掌握，难度中等．