Question

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素．它們的原子序數依次增大．其中A、C原子的L層有2個未成對電子．D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構．F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態．請根據以上情況，回答下列問題：（答題時，用所對應的元素符號表示）
（1）寫出C原子的價層電子排布圖______，F位于周期表______區．
（2）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為______．（寫元素符號）
（3）F和質子數為25的M的部分電離能數據列于下表

元素		M	F
電離能（kJ?mol-1）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態M²⁺再失去一個電子比氣態F²⁺再失去一個電子難．對此，你的解釋是______．
（4）晶胞中F原子的配位數為______，若F原子的半徑為rcm，則F晶體的密度為______（用含r的表達式表示），該晶胞中原子空間利用率為______．
（5）H₂S和C元素的氫化物（分子式為H₂C₂的主要物理性質比較如下

	熔點/K	沸點/K	標準狀況時在水中的溶解度
H2S	187	202	2.6
H2C2	272	423	比任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相對分子質量基本相同，造成上述物理性質差異的主要原因______．

Answer 1

A、C原子的L層有2個未成對電子，電子排布圖分別為

、





，原子序數A小于C，則A為C元素，C為O元素，則B為N元素，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，D應為Mg元素，D與E同主族，則E應為Ca元素，F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則離子的核外電子數為23，F的原子序數為26，應為Fe元素，則
（1）C為O元素，原子的價層電子排布圖為





，F為Fe元素，原子核外含有d電子，位于周期表d區，
故答案為：





；d；
（2）同周期元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，由于N的2p電子為半充滿狀態性質穩定，則第一電離能大于O，則有C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（3）質子數為25的元素為Mn，Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，則再失去一個電子比氣態Fe²⁺再失去一個電子難，
故答案為：Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定；
（4）Fe為體心立方堆積，配位數為8，空間利用率為68%，該晶胞含有Fe²⁺個數為8×

1

8

+1=2個，晶胞的質量為

2×56g

6.02×1023

，
Fe原子的半徑為rcm，由晶胞結構可知，晶體的體積為(

4

3

r)3cm³=(

4

3

3

r)3cm³，

根據密度=

質量

體積

，可知該離子化合物晶體的密度=

112

6.02×1023×( 4 3 3 r)3

g/cm³，

故答案為：8；

112

6.02×1023×( 4 3 3 r)3

g/cm³；68%；
（5）O的電負性較大，形成的氫化物H₂O₂含有氫鍵，與水分子可形成氫鍵，則沸點較高，
故答案為：H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵．