Question

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元素原子的價層電子總數是內層電子總數的2倍；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子；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) E元素基態原子的核外價層電子排布式為_________。
(2)用元素符號表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的排序_________。
(3) A元素與B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄。
①B₂A₄的結構式為_________。
②下列有關C₂A₄的說法正確的是_________。
a.一個該分子中含有4個σ鍵
b.該分子可作為配位體形成配位鍵
c.該分子是非極性分子    d.1mol該分子最多可形成4mol氫鍵
e.該分子的穩定性與氫鍵無關
f.該分子中C的原子軌道是sp³雜化
(4)B單質的一種的晶體結構如圖甲所示，E單質的一種的晶體結構如圖乙所示。

則圖中的單質B的名稱_________，圖甲中B原子的配位數與圖乙中E原子的配位數之_________。
E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣，欲比較ED與NaCl的晶格能大小，需考慮的數據是_______________________________________________________________________________。
(5)據最新資料顯示,F單質的晶胞可能有多種,若其晶胞分別以六方緊密堆積和面心立方堆積存在時，其單質的密度之比為_________。

Answer 1

（每空2分，第(4)第1空1分，共計15分）（1）3d⁶4s²（2）B＜D＜C
（3）   ② b、e、f（全對2分，選對1～2個得1分，選錯一個均不得分）
（4）金剛石；1:2 ；離子的半徑與離子所帶的電荷
（5）3:8

試題分析：B元素原子的價層電子總數是內層電子總數的2倍，所以B是碳元素。D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子，因此D是氧元素。C的原子序數介于B和D中間，則C是氮元素。E元素的基態原子有4個未成對電子，這說明E應該是第四周期元素，可能是Cr或Fe。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,所以E只能是Fe，F是Cu。
（1）鐵的原子序數是26，根據構造原理可知，其價電子排布式為3d⁶4s²。
（2）B為碳元素，C為氮元素，D為氧元素，同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢，所以第一電離能O＞C。由于氮元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能大于相鄰元素，所以B、C、D三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為C＜O＜N。
（3）A元素與B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄，這說明A應該是氫元素。
①B₂A₄是乙烯，其的結構式為。
②C₂A₄的結構式是，所以a. 一個該分子中含有5個σ鍵，a不正確；b.該分子中氮元素含有孤對電子，所以可作為配位體形成配位鍵，b周期；c.該分子不對稱，是極性分子，c不正確；d.由于氮元素可以形成氫鍵，所以平均1個N₂H₄分子可以形成6÷2＝3個氫鍵，因此1mol該分子最多可形成3mol氫鍵，d不正確；e.氫鍵不是化學鍵，不影響物質的穩定性，即該分子的穩定性與氫鍵無關，e正確；f.該分子中N原子的原子軌道是sp³雜化，f正確，答案選bef。
（4）根據晶胞的幾個可知，甲是金剛石。根據晶胞結構可知，金剛石中配位數是4，而鐵是體心立方堆積，配位數是8，所以甲中B原子的配位數與圖乙中E原子的配位數之1:2；E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣，都是離子晶體，所以欲比較ED與NaCl的晶格能大小，應該比較晶格能大小，即需要考慮的數據是離子的半徑與離子所帶的電荷。
（5）體心立方晶胞中銅原子個數＝1+8×＝2；面心立方晶胞中實際含有的銅原子個數=6×+8×＝4。設銅原子半徑是a，六方緊密堆積和面心立方堆積的邊長分別為x和y，則x²＋2x²＝(4a)²、y²＋y²＝(4a)²，解得x＝、y＝，所以根據×N_A＝2、×N_A＝4可知，二者的密度之比ρ_1:ρ₂=3:8。