Question

（物質結構）下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素．請根據(jù)上表回答下列問題：

（1）G元素基態(tài)原子的電子排布式為

1s²2s²2p³

，其氣態(tài)氫化物易液化，其原因是

氨分子之間有氫鍵

．
（2）XR₂中，X原子的軌道雜化類型為

sp³

，化合物ER₂的熔點較XR₂低，其原因是

CO₂屬于分子晶體，SiO₂屬于原子晶體

．
（3）E、G、R三種元素的第一電離能由大到小的順序是

N＞O＞C

（用元素符號填空）．
（4）由A、E、G、R四種元素所形成的微粒中互為等電子體的有多組，請寫出其中兩組的化學式

CH₄和NH₄⁺、NH₃和H₃O⁺

．
（5）單質Z的晶體在1183K以下時為體心立方堆積，在1183K以上時為面心立方堆積，其晶胞結構如圖所示．則體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的Z原子的個數(shù)之比為

1：2

．Z³⁺比Z²⁺更穩(wěn)定一些，其原因可能是

Fe²⁺轉化為Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)

．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，A為H，E為C，G為N，R為O，X為Si，Z為Fe，
（1）利用質子數(shù)和電子排布規(guī)律來書寫電子排布式；
（2）SiO₂中Si能形成4個Si-O鍵，原子晶體的熔點比分子晶體的熔點高；
（3）非金屬性越強，第一電離能越大，但N原子的p軌道半滿更穩(wěn)定，失電子較難，則三者中第一電離能最大；
（4）等電子體中原子數(shù)目相同，價電子數(shù)也相同；
（5）利用均攤法來計算Z原子的個數(shù)，利用d軌道半滿分析穩(wěn)定性．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，A為H，E為C，G為N，R為O，X為Si，Z為Fe，
（1）N的質子數(shù)為7，其電子排布式為1s²2s²2p³，因氨分子之間有氫鍵，則沸點高，易液化，故答案為：1s²2s²2p³；氨分子之間有氫鍵；
（2）SiO₂中Si能形成4個Si-O鍵，則Si原子采取sp³雜化，又CO₂屬于分子晶體，SiO₂屬于原子晶體，則SiO₂的熔點高，
故答案為：sp³；CO₂屬于分子晶體，SiO₂屬于原子晶體；
（3）非金屬性越強，C的非金屬性最弱，則C的第一電離能越大，但N原子的p軌道半滿更穩(wěn)定，失電子較難，則N的第一電離能最大，則
第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；
（4）因CH₄和NH₄⁺、NH₃和H₃O⁺、CO₂和N₂O、CO和N₂中原子數(shù)目相同、價電子數(shù)相同，則它們屬于等電子體，故答案為：CH₄和NH₄⁺、NH₃和H₃O⁺；
（5）體心立方晶胞中Fe原子在頂點和體心，則原子個數(shù)為1+8×

1

8

=2，面心立方晶胞中Fe原子在頂點和面心，原子個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，
則實際含有的Z原子的個數(shù)之比為2：4=1：2；又因Fe²⁺轉化為Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，則Fe³⁺比Fe²⁺更穩(wěn)定一些，
故答案為：1：2；Fe²⁺轉化為Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)．

點評：本題考查元素周期表和元素周期律及原子結構知識，難度較大，熟悉電子的排布規(guī)律及半滿來分析第一電離能、穩(wěn)定性是學生解答中的難點和易錯點．