Question

【題目】現有A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期。B元素含有3個能級，且毎個能級所含的電子數相間；D的原子核外有8個運動狀態不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子。請回答下列問題：

（1）請寫出：D基態原子的價層電子排布圖__________；F基態原子的外圍電子排布式：_________。

（2）下列說法錯誤的是_________。

A.二氧化硅的相對分子質量比二氧化碳大，所以沸點：SiO2>CO2

B.電負性順序：B<C<D

C.N2與CO為等電子體，結構相似。

D.穩定性：H2O>H2S，水分子更穩定的原因是水分子間存在氫鍵

（3）F離子是人體內多種酶的輔因子，人工模擬酶是當前研究的熱點。向F硫酸鹽溶液中通入過量的C與A形成的氣體X可生成[F (X)4]2+，該離子的結構式為______（用元素符號表示）。

（4）某化合物與F(I)（I表示化合價為+1）結合形成圖1所示的離子，該離子中碳原子的雜化方式有________。

（5）B單質的一種同素異形體的晶胞如圖2所示，則一個晶胞中所含B原子數為_______。

（6）D與F形成離子個數比為1：1的化合物，晶胞與NaCl類似，設D離子的半徑為a pm, F離子的半徑b pm，求該晶胞的空間利用率________。

Answer 1

【答案】 3d104s2 AD sp2、sp3 8

【解析】B元素含有3個能級1s、2s、2p，且每個能級所含的電子數相同，都是2個電子，則B為C元素；D的原子核外有8個運動狀態不同的電子，所以D是O元素；則C是N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，說明E、F是第四周期元素，因為前三周期相鄰主族元素的原子序數只差1，E元素的基態原子有4個未成對電子，則E為26號元素Fe，F為29號元素Cu。

（1）根據上述分析，D為O元素，其基態原子的價層電子排布圖為；F為29號元素Cu，其基態原子的外圍電子排布式為3d104s2。

（2）A.二氧化硅是原子晶體，二氧化碳是分子晶體，所以沸點：SiO2＞CO2，故A錯誤；B.同周期元素隨核電荷數增大元素的電負性逐漸增強，則電負性順序：C<N<O，故B正確；C.N2與CO為等電子體，具有相似的結構，故C正確；D.氫鍵與熔沸點高低有關，因為O的原子半徑小于S的原子半徑，所以H2O分子中共價鍵比H2S強，所以水更穩定，故D錯誤，故選AD。

（3）F為銅，C為N，N與A形成氣體X，則A為H，X為NH3 ，向硫酸銅溶液中通入過量的氨氣生成四氨合銅絡離子[Cu(NH3)4]2+，該離子的結構式為。

（4）根據圖1可以看出，雜環上的碳原子[C與N（或N）]含有3個σ鍵，沒有孤對電子，采用sp2雜化，亞甲基上碳原子含有4個共價單鍵，采用sp3雜化。

（5）根據晶胞結構可知，B原子有4個位于晶胞內部，其余B原子位于頂點、面心，則一個晶胞中所含B原子數為8×1/8+6×1/2+4=8個；

（6）根據上述分析，D與F分別為O、Cu，O與Cu形成離子個數比為1：1的化合物為CuO，CuO晶胞與NaCl類似，其晶胞結構為，晶胞中銅離子數目=陽離子數目=8×1/8+6×1/2=4，O2-離子的半徑為apm，Cu2+離子的半徑bpm，則晶胞中原子總體積=4×（ πa3+ πb3）pm3，晶胞棱長=2（a+b）pm，晶胞體積=8（a+b）3pm3，所以該晶胞的空間利用率= = 。