Question

A、B、C、D分別代表四種不同的短周期元素．A元素的原子最外層電子排布為ns¹，B元素的原子價(jià)電子排布為ns²np²，C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，D元素原子的M電子層的p亞層中有1個(gè)電子．
（1）C原子的電子排布式為

 

，若A元素的原子最外層電子排布為1s¹，則按原子軌道的重疊方式，A與C形成的化合物中的共價(jià)鍵屬于

 

鍵．
（2）當(dāng)n=2時(shí)，B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

，B與C形成的晶體屬于

 

晶體．當(dāng)n=3時(shí)，B與C形成的晶體中微粒間的作用力是

 

；晶體的化學(xué)式

 

．
（3）若D元素與Fe形成某種晶體，該晶體的晶胞如圖所示．則晶體的化學(xué)式是

 

（用元素符號(hào)表示）；若晶胞的邊長為a nm，則合金的密度為

 

g/cm³．

Answer 1

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

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分別代表四種不同的短周期元素．A元素的原子最外層電子排布為ns¹，A位于ⅠA族；B元素的原子價(jià)電子排布為ns²np²，B位于ⅣA族；C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，則C元素原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C為氧元素；D元素原子的M電子層的P亞層中有1個(gè)電子，則D元素原子電子排布式為1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹，故D為Al元素，
（1）氧原子核外電子數(shù)為8，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
若A元素的原子最外層電子排布為1s¹，則A為氫元素，與氧元素形成的化合物為水等，共價(jià)鍵為s1電子與2p電子成鍵；
（2）當(dāng)n=2時(shí)，B為碳元素，原子有2個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、4；碳元素與氧元素生成的化合物為分子晶體；
當(dāng)n=3時(shí)，B為Si元素，與氧元素形成的化合物為二氧化硅，屬于原子晶體，碳原子與氧原子之間形成共價(jià)鍵；
（3）晶胞中含有4個(gè)Al原子，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Fe原子數(shù)目，據(jù)此確定該晶體的化學(xué)式；
計(jì)算晶胞的質(zhì)量與體積，根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算晶胞的密度．

解答： 解：A、B、C、D分別代表四種不同的短周期元素．A元素的原子最外層電子排布為ns¹，A位于ⅠA族；B元素的原子價(jià)電子排布為ns²np²，B位于ⅣA族；C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，則C元素原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C為氧元素；D元素原子的M電子層的P亞層中有3個(gè)電子，則D元素原子電子排布式為1s²2s²2p⁶ 3s²3p³，故D為P元素，
（1）氧原子核外電子數(shù)為8，核外電子排布為1s²2s²2p⁴；若A元素的原子最外層電子排布為1s¹，則A為氫元素，與氧元素形成的化合物為水等，共價(jià)鍵為s1電子與2p電子成鍵，屬于σ鍵，
故答案為：1s²2s²2p⁴；σ；
（2）當(dāng)n=2時(shí)，B為碳元素，原子有2個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、4，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，碳元素與氧元素生成的化合物CO、二氧化碳都為分子晶體；
當(dāng)n=3時(shí)，B為Si元素，與氧元素形成的化合物為二氧化硅，屬于原子晶體，碳原子與氧原子之間形成共價(jià)鍵，其化學(xué)式為SiO₂，
故答案為：；分子；共價(jià)鍵；SiO₂；
（3）晶胞中含有4個(gè)Al原子，晶胞中Fe原子數(shù)目=1+8×

1

8

+6×

1

2

+12×

1

4

=8，F(xiàn)e與Al原子數(shù)目之比為2：1，故該晶體的化學(xué)式為Fe₂Al；
晶胞的質(zhì)量=4×

139

NA

g，晶胞的邊長為a nm，則晶胞體積=（a×10^-7 cm）³=a³×10^-21 cm³，故晶胞的密度=

4× 139 NA  g

a3×10-21 cm3

=

5.56×1023

a3NA

g/cm³，
故答案為：Fe₂Al；

5.56×1023

a3NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、核外電子排布、晶體類型、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．