Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)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(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍；D元素原子的L電子層中只有兩對(duì)成對(duì)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(shù)相差3,且E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對(duì)電子。請(qǐng)回答下列問題：
(1) E元素基態(tài)原子的核外價(jià)層電子排布式為_________。
(2)用元素符號(hào)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(jié)構(gòu)式為_________。
②下列有關(guān)C₂A₄的說法正確的是_________。
a.一個(gè)該分子中含有4個(gè)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(wěn)定性與氫鍵無關(guān)
f.該分子中C的原子軌道是sp³雜化
(4)B單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示，E單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示。

則圖中的單質(zhì)B的名稱_________，圖甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)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(shù)據(jù)是_______________________________________________________________________________。
(5)據(jù)最新資料顯示,F單質(zhì)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(shí)，其單質(zhì)的密度之比為_________。

Answer 1

（每空2分，第(4)第1空1分，共計(jì)15分）（1）3d⁶4s²（2）B＜D＜C
（3）   ② b、e、f（全對(duì)2分，選對(duì)1～2個(gè)得1分，選錯(cuò)一個(gè)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(jià)層電子總數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)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(duì)成對(duì)電子，因此D是氧元素。C的原子序數(shù)介于B和D中間，則C是氮元素。E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對(duì)電子，這說明E應(yīng)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(shù)相差3,所以E只能是Fe，F(xiàn)是Cu。
（1）鐵的原子序數(shù)是26，根據(jù)構(gòu)造原理可知，其價(jià)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(shì)，所以第一電離能O＞C。由于氮元素原子2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，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(shù)值由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N。
（3）A元素與B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄，這說明A應(yīng)該是氫元素。
①B₂A₄是乙烯，其的結(jié)構(gòu)式為。
②C₂A₄的結(jié)構(gòu)式是，所以a. 一個(gè)該分子中含有5個(gè)σ鍵，a不正確；b.該分子中氮元素含有孤對(duì)電子，所以可作為配位體形成配位鍵，b周期；c.該分子不對(duì)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(gè)N₂H₄分子可以形成6÷2＝3個(gè)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(xué)鍵，不影響物質(zhì)的穩(wěn)定性，即該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān)，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(jù)晶胞的幾個(gè)可知，甲是金剛石。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，金剛石中配位數(shù)是4，而鐵是體心立方堆積，配位數(shù)是8，所以甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)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(yīng)該比較晶格能大小，即需要考慮的數(shù)據(jù)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(gè)數(shù)＝1+8×＝2；面心立方晶胞中實(shí)際含有的銅原子個(gè)數(shù)=6×+8×＝4。設(shè)銅原子半徑是a，六方緊密堆積和面心立方堆積的邊長(zhǎng)分別為x和y，則x²＋2x²＝(4a)²、y²＋y²＝(4a)²，解得x＝、y＝，所以根據(jù)×N_A＝2、×N_A＝4可知，二者的密度之比ρ_1:ρ₂=3:8。