Question

A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同；C的最外層有6個運動狀態不同的電子；D是短周期元素中電負性最小的元素；E的最高價氧化物的水化物酸性最強；F除最外層原子軌道處于半充滿狀態，其余能層均充滿電子。G元素與D元素同主族，且相差3個周期。
(1)元素A、B、C的第一電離能由小到大的是_______用元素符號表示)。
(2)E的最高價含氧酸中E的雜化方式為_______。
(3)F原子的外圍電子排布式為________________________________________，F的晶體中原子的堆積方式是下圖中的_______(填寫“甲”、“乙”或“丙”)。

（4）DE，GE兩種晶體，都屬于離子晶體，但配位數不同，其原因是______________________。
（5）已知DE晶體的晶胞如下圖所示:若將DE晶胞中的所有E離子去掉，并將D離子全部換為A原子，再在其中的4個“小立方體”中心各放置一個A原子，且這4個“小立方體”相鄰。位于“小立方體”中的A原子與最近的4個A原子以單鍵相連，由此表示A的一種晶體的晶胞（已知A — A鍵的鍵長acm, N_A表示阿伏加德羅常數）,則該晶胞中含有個   A原子，該晶體的密度是_____g/cm³。

Answer 1

（1）C＜O＜N（2分） （2）sp³雜化（2分） （3）3d¹⁰4s¹（2分）；丙（2分）
（4）正負離子的半徑比不同（2分）
（5）8（2分）；或或（3分）

試題分析：A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，因此A的原子序數是6，即A是碳元素；C的最外層有6個運動狀態不同的電子，則C是第ⅥA族元素；D是短周期元素中電負性最小的元素，說明D的金屬性最強，短周期中金屬性最強的是鈉，則D是鈉；C的原子序數小于鈉的，所以C是氧元素；B的原子序數介于A和C之間，則B是氮元素；E的最高價氧化物的水化物酸性最強，因此E是氯元素；F除最外層原子軌道處于半充滿狀態，其余能層均充滿電子，則F的原子序數是2+8+18+1＝29，所以F是銅；G元素與D元素同主族，且相差3個周期，所以G是第六周期的Cs元素。
（1）非金屬性越強第一電離能越大，但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能，即元素A、B、C的第一電離能由小到大的是C＜O＜N。
（2）E的最高價含氧酸是高氯酸，化學式為HClO₄。根據價層電子對互斥理論可知。氯元素含有的孤對電子對數＝＝0，所以氯元素的雜化方式為sp³雜化。
（3）根據核外電子的排布規律可知，銅原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹。銅形成的晶體是面心立方最密堆積，甲是六方最密堆積，乙是體心立方堆積，丙是面心立方最密堆積，因此答案選丙。
（4）NaCl、CsCl的陰陽離子的個數之比都是1:1，都屬于AB型離子晶體，但由于晶體中正負離子的半徑比不同，因此二者的配位數不同，前者是6，后者是8。
（5）若將氯化鈉晶胞中的所有氯離子去掉，并將嗎離子全部換為碳原子，再在其中的4個“小立方體”中心各放置一個A原子，且這4個“小立方體”相鄰，則根據均攤法可知該晶胞中含有的碳原子個數＝12×＋1＋4＝8個；“小立方體”中心放置一個A原子，則以該碳原子為中心與小立方體的4個碳原子構成正四面體，因此根據余弦定理可知小立方體面心半徑＝，則小立方體的邊長＝×＝a，則該晶胞的邊長＝2a，所以該晶胞的體積＝(2a)³。該晶胞中含有8個碳原子，則晶胞的密度＝＝。