Question

現(xiàn)有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A元素原子的核外p電子總數(shù)比s電子總數(shù)少1

B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期

C原子核外所有p軌道全滿或半滿

D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4

E是前四周期中電負(fù)性最小的元素

F在周期表的第七列

（1）A基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有

 

個(gè)方向，原子軌道呈

 

形．
（2）某同學(xué)根據(jù)上述信息，所畫的B電子排布圖如圖，違背了

 

原理．
（3）F位于

 

族

 

區(qū)，其基態(tài)原子有

 

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（4）CD₃中心原子的雜化方式為

 

，用價(jià)層電子對互斥理論推測其分子空間構(gòu)型為

 

，檢驗(yàn)E元素的方法是

 

．
（5）若某金屬單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．則晶胞中該原子的配位數(shù)為

 

，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的

 

．若已知該金屬的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，金屬的相對原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為

 

g?cm^-3（用字母表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結(jié)合原子序數(shù)可知，價(jià)電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結(jié)合原子序數(shù)可知，價(jià)電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，原子序數(shù)大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負(fù)性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，
（1）A為N，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個(gè)方向，p軌道為紡錘形，故答案為：3；紡錘形；
（2）由泡利原理可知，電子在同一軌道內(nèi)的自旋方向應(yīng)相反，B基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個(gè)電子自旋方向相同，則違反了泡利不相容原理，
故答案為：泡利不相容泡利；
（3）F為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區(qū)，核外電子數(shù)為25，有25種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，
故答案為：第三周期第ⅦB；d；25；
（4）PCl₃中P原子孤電子對數(shù)為1，成鍵數(shù)為3，則為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，F(xiàn)為K，檢驗(yàn)K元素應(yīng)利用焰色反應(yīng)，
故答案為：sp³；三角錐形；焰色反應(yīng)；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，以頂點(diǎn)原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)原子為12個(gè)面共用，故晶胞中該原子的配位數(shù)為12，該單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積，結(jié)合丙圖可知，晶胞的邊長為

2

2

×4d=2

2

d，所以晶胞的體積為(2

2

d)3=16

2

d3，根據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以晶胞的密度為

4×M NA

16 2 d3

=

M

4 2 d3?NA

，故答案為：12；面心立方堆積；

M

4 2 d3?NA

．

點(diǎn)評：本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系及其應(yīng)用，難度中等，注意原子結(jié)構(gòu)知識(shí)在元素推斷中的重要性，學(xué)生應(yīng)熟悉電子的排布、空間構(gòu)型、雜化等知識(shí)點(diǎn)，識(shí)記中學(xué)常見的晶胞結(jié)構(gòu)．