Question

18．原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素．其中A的基態(tài)原子有3個不同的能級，各能級中的電子數(shù)相等；C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同；D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素；E和C位于同一主族，F(xiàn)的原子序數(shù)為29．
（1）F原子基態(tài)的外圍核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）在A、B、C三種元素中，第一電離能由小到大的順序是C＜O＜N（用元素符號回答）．
（3）元素B的簡單氣態(tài)氫化物的沸點高于（高于，低于）元素A的簡單氣態(tài)氫化物的沸點，其主要原因是B的氫化物分子之間存在氫鍵．
（4）由A、B、C形成的離子CAB^-與AC₂互為等電子體，則CAB^-的結(jié)構(gòu)式為[N=C=O]^-．
（5）在元素A與E所形成的常見化合物中，A原子軌道的雜化類型為sp．
（6）由B、C、D三種元素形成的化合物晶體的晶胞如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為NaNO₂．
（7）FC在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為F₂C，從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因Cu⁺外圍電子3d¹⁰軌道全滿穩(wěn)定，Cu²⁺外圍電子3d⁹軌道電子非全滿和半滿狀態(tài)不穩(wěn)定．

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素，A的基態(tài)原于有3個不同的能級，各能級中的電子數(shù)相等，則A是C元素；C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同，C原子序數(shù)大于A，則C為O元素；
B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
E和C位于同一主族，且E原子序數(shù)小于25，則C是S元素；
D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素，原子序數(shù)小于S，則D是Na元素；
F的原子序數(shù)為29，為Cu元素；
（1）F是Cu元素，其原子核外有29個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫F基態(tài)原子的核外電子排布式；
（2）A、B、C分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（3）含有氫鍵的氫化物熔點較高；
（4）由C、N、O形成的離子OCN^-與CO₂互為等電子體，等電子體原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等；
（5）在元素C與S所形成的常見化合物CS₂中，根據(jù)價層電子對理論確定A原子軌道的雜化類型；
（6）由N、O、Na三種元素形成的化合物晶體的晶胞如圖所示，利用均攤法確定其化學(xué)式；
（7）根據(jù)電子層的結(jié)構(gòu)判斷，全滿、半滿和全空為穩(wěn)定狀態(tài)．

解答 解：原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素，A的基態(tài)原于有3個不同的能級，各能級中的電子數(shù)相等，則A是C元素；C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同，C原子序數(shù)大于A，則C為O元素；
B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
E和C位于同一主族，且E原子序數(shù)小于25，則C是S元素；
D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素，原子序數(shù)小于S，則D是Na元素；
F的原子序數(shù)為29，為Cu元素；
（1）F是Cu元素，其原子核外有29個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Cu元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）A、B、C分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以電離能從小到大順序是C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（3）含有氫鍵的氫化物熔點較高，氨氣分子中含有氫鍵、甲烷中不含氫鍵，所以氨氣熔沸點高于甲烷，故答案為：高于；B的氫化物分子之間存在氫鍵；
（4）等電子體原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等，由C、N、O形成的離子OCN^-與CO₂互為等電子體，根據(jù)二氧化碳結(jié)構(gòu)式知OCN^-的結(jié)構(gòu)簡式為[N=C=O]^-，
故答案為：[N=C=O]^-；
（5）在元素C與S所形成的常見化合物CS₂中，二硫化碳分子中中心原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，所以C原子采用sp雜化，故答案為：sp；
（6）由N、O、Na三種元素形成的化合物晶體的晶胞如圖所示，該晶胞中N原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子個數(shù)=2+16×$\frac{1}{8}$=4，Na原子個數(shù)=8×$\frac{1}{4}$=2，所以該晶胞中Na、N、O原子個數(shù)之比=2：2：4=1：1：2，則化學(xué)式為NaNO₂，
故答案為：NaNO₂；
（7）在原子中電子層全滿、半滿和全空為穩(wěn)定狀態(tài)，Cu⁺外圍電子3d¹⁰軌道全滿穩(wěn)定，Cu²⁺外圍電子3d⁹軌道電子非全滿和半滿狀態(tài)不穩(wěn)定．
故答案為：Cu⁺外圍電子3d¹⁰軌道全滿穩(wěn)定，Cu²⁺外圍電子3d⁹軌道電子非全滿和半滿狀態(tài)不穩(wěn)定．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、原子雜化、等電子體、氫鍵、第一電離能、原子核外電子排布等知識點，這些都是高考高頻點，明確均攤法、價層電子對互斥理論、元素周期律、構(gòu)造原理等知識點即可解答，題目難度中等．