Question

下表為周期表的一部分，其中的字母代表對應的元素

請回答下列問題：
（1）寫出元素I的基態原子的價電子排布式

 

；已知M²⁺離子3d軌道中有6個電子，試推出M元素位于周期表的

 

周期

 

族．
（2）請列舉F的金屬性比C強的實驗事實：

 

，并用原子結構理論解釋其原因：

 

．
（3）在標準狀況下，根據M=

m

n

測定B的氣態氫化物的相對分子質量，結果發現，測定結果總比理論值高，其原因是

 

．
（4）H、A、G三種元素形成的晶體是一種礦物的主要成分，其晶胞結構如圖，則該晶體的化學式為

 

；在該晶體中，G離子的配位數為

 

；若晶胞的邊長為acm，則晶體的密度為

 

g/cm³．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，A為氧，B為氟，C為鈉，D為鎂，E為氬，F為鉀，G為鈣，H為鈦，I為鉻，
（1）Cr原子核外電子數為24，結合構造原理與洪特規則特例書寫其價電子排布式；M²⁺離子3d軌道中有6個電子，則M原子價電子排布式為3d⁶4s²，為Fe元素，處于第四周期第Ⅷ族；
（2）可以根據與水反應劇烈程度或最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱等說明金屬性強弱；結合原子半徑大小分析原子核對核外電子的吸引解答；
（3）B的氣態氫化物HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n；
（4）根據均攤法計算晶胞中各原子數目，據此書寫化學式；由晶胞結構可知，由G最近的A原子位于晶胞棱中間，據此判斷其配位數；根據晶胞中含有的原子數目計算晶胞質量，再計算晶胞體積，根據ρ=

m

V

計算晶胞的密度．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，A為氧，B為氟，C為鈉，D為鎂，E為氬，F為鉀，G為鈣，H為鈦，I為鉻，
（1）Cr原子核外電子數為24，由洪特規則特例可知，其價電子排布式為3d⁵4s¹；M²⁺離子3d軌道中有6個電子，則M原子價電子排布式為3d⁶4s²，為Fe元素，處于第四周期第Ⅷ族；
故答案為：3d⁵4s¹；四、Ⅷ；
（2）相同條件下與水反應，鉀比鈉劇烈（或最高價氧化物對應的水化物的堿性：KOH＞NaOH），可以說明金屬性K比Na強，根據原子結構，雖然鉀的核電荷數比鈉多，但鉀的半徑比鈉大，核對最外層電子的引力鉀比鈉小，故鉀易失去電子，金屬性強，
故答案為：相同條件下與水反應，鉀比鈉劇烈（或最高價氧化物對應的水化物的堿性：KOH＞NaOH）；雖然鉀的核電荷數比鈉多，但鉀的半徑比鈉大，核對最外層電子的引力鉀比鈉小，故鉀易失去電子，金屬性強；
（3）B的氣態氫化物HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n，故測定HF的相對分子質量結果總比理論值高，
故答案為：HF分子間存在氫鍵，締合成（HF）_n；
（4）晶胞中O原子數目=12×

1

4

=3、Ti原子數目=8×

1

8

=1、Ca原子數目=1，則化學式為CaTiO₃；由晶胞結構可知，由Ca原子周圍與之最近的為O原子，位于晶胞棱中間，共有12個，故Ca的配位數為12；晶胞的質量=

40+48×16×3

NA

g=

136

NA

g，晶胞的體積=a³cm³，則晶胞的密度=

136 NA g

a3cm3

=

136

NAa3

g/cm³，
故答案為：CaTiO₃；12；

136

NAa3

．

點評：本題考查元素周期表結構、核外電子排布、元素周期律、氫鍵、晶胞結構與計算等，難度中等，注意掌握均攤法進行晶胞的計算．