Question

已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期，且原子序数依次增大, A的p能级电子数是s能级电子数的一半，C的基态原子2p轨道有2个未成对电子；C与D形成的化合物中C显正化合价；E的M层电子数是N层电子数的4倍，F的内部各能级层均排满，且最外层电子数为1。请回答下列问题：
（1）C原子基态时的电子排布式为              。 
（2）B、C两种元素第一电离能为:     ﹥         (用元素符号表示)。
试解释其原因：                                                         。
（3）任写一种与AB^－  离子互为等电子体的微粒                                 。
（4）B与C形成的四原子阴离子的立体构型为           ，其中B原子的杂化类型是        。
（5）D和E形成的化合物的晶胞结构如图,其化学式为        ，E的配位数是               ；已知晶体的密度为  ρ g·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a=           cm.（用含、N_A的计算式表示)

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁴；（2）N＞O；氮原子核外2p亚层处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，故第一电离能比氧原子大；（3）CO或C₂^2- 或O₂²⁺；（4）平面三角形，sp²；（5）CaF₂，8， 。

试题分析：根据题意知，元素A、B、C、D、E、F均属前四周期，且原子序数依次增大， A的p能级电子数是s能级电子数的一半，A的原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，则A为碳元素；C的基态原子2p轨道有2个未成对电子，C的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，则C为氧元素；又A、B、C原子序数依次增大，则B为氮元素；C与D形成的化合物中C显正化合价，则D为氟元素；E的M层电子数是N层电子数的4倍，则E为钙元素；F的内部各能级层均排满，且最外层电子数为1，则F为铜元素。（1）C为氧元素，原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴；（2）B为氮元素，C为氧元素，氮原子核外2p亚层处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，两种元素第一电离能为N＞O；（3）根据等电子体概念知，与CN^－离子互为等电子体的微粒为CO或C₂^2- 或O₂²⁺；（4）根据价层电子对互斥理论判断，B与C形成的四原子阴离子NO₃^—的立体构型为平面三角形，其中B原子的杂化类型是sp²；（5）利用切割法结合化合物的晶胞判断，其化学式为CaF₂，E的配位数是8；由化合物CaF₂的晶胞结构可知，1个晶胞中含有钙离子数目为8×1/8+6×1/2=4，含有氟离子数目为8，所以1mol晶胞的质量为312g，又晶体的密度为ρ g·cm^-3，则1个晶胞的体积312/ρN_Acm³，则晶胞边长a=cm。