Question

元素的性質在元素周期表中按其排列呈現一定的規律。下表為元素周期表中部分元素，根據要求回答下列問題：

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

 
（1）在以上元素的基態原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有        （填元素名稱）。
（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區域：s區、p區、d區、ds區和f區，以上12種元素分別屬于s區、d區、ds區和p區，則屬于s區的元素有       種，屬于d區的元素有     種。
（3）銅晶胞是面心立方結構。其空間利用率為         （用含“π”和“”的式子表示，不必算結果）

Answer 1

（1）鉀，鉻，銅（2）2    8 （3）π/ (3）

試題分析：（1）當原子核外各個軌道上的電子處于全充滿、半充滿、全空時是穩定的狀態。在給定的元素中，K的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹．最外層只有1個電子；Cr的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹．最外層只有1個電子；Cu的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．最外層只有1個電子；因此在以上元素的基態原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有鉀，鉻，銅。（2）屬于s區的元素有K、Ca兩種元素；屬于d區的元素有Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni8種元素。（3）銅晶胞是面心立方結構。在每個晶胞中含有的Cu原子的個數為8×1/8+6×1/2=4．假設晶胞的邊長為a，Cu原子的半徑為R，則a=4R．a=2R．晶胞的體積為a³=16R³．4個Cu原子的體積為：4×4/3ПR³=16ПR³/3．所以在Cu晶體中的空間利用率為（16πR³/3）÷16R³="π/" (3)。