Question

【題目】A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同；C的最外層有6個運動狀態不同的電子；D是短周期元素中電負性最小的元素；E的最高價氧化物對應的水化物酸性最強；F除最外層原子軌道處于半充滿狀態，其余能層均充滿電子。G元素與D元素同主族，且相差3個周期。

(1)用電子式表示C的氫化物的形成過程_________(用元素符號表示)。

(2)F原子的外圍電子排布式為________，F的晶體中原子的堆積方式是下圖中的______（填“甲”“乙”或“丙”）。

(3)D與E、G與E形成的晶體類型相同，但晶體的配位數不同，其原因是________。

(4)已知DE晶體的晶胞如圖所示。若將DE晶胞中的所有E離子去掉，并將D離子全部換為A原子，再在其中的4個“小立方體”中心各放置一個A原子，且這4個“小立方體”不相鄰。位于“小立方體”中的A原子與最近的4個A原子以單鍵相連，由此表示A的一種晶體的晶胞（已知A-A鍵的鍵長為a cm，NA表示阿伏加德羅常數），則該晶胞中含有________個A原子，該晶體的密度是________g/cm3。

Answer 1

【答案】 3d104s1 丙 陰、陽離子的半徑比不同 8

【解析】

A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則其原子核外電子排布為1s22s22p2，故A為碳元素；D是短周期元素中電負性最小的元素，則D為Na元素；C的最外層有6個運動狀態不同的電子，處于ⅥA族，結合原子序數關系可知C為氧元素，則B為N元素；E的最高價氧化物的水化物酸性最強，則E為氯元素，F除最外層原子軌道處于半充滿狀態，其余能層均充滿電子，F除最外層原子軌道處于半充滿狀態，其余能層均充滿電子，原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，則F為銅元素；G元素與D元素同主族，且相差3個周期，則G為銫元素，以此解答該題。

根據上述分析可知A是C元素，B是N元素，C是O元素，D是Na元素，E是Cl元素，F是Cu元素，G是Cs元素。

(1)C是O元素，其氫化物H2O是共價化合物，H、O原子間以共價鍵結合，用電子式表示H2O的形成過程為：。

(2)F是Cu元素，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，原子的外圍電子排布式為3d104s1，Cu的晶體中原子的堆積方式是面心立方最密堆積，可用圖中的丙表示。

(3)D是Na，E是Cl，G是Cs，D與E形成化合物是NaCl，G與E形成的化合物的CsCl，二者都是離子晶體，由于陰、陽離子的半徑比不同，故它們的配位數不同；

(4)D是Na，E是Cl，D與E形成化合物是NaCl， NaCl晶體的晶胞中的所有Na+離子去掉，并將Na+離子全部換為C(碳)原子，再在其中的4個“小立方體”中心各放置一個C(碳)原子，且這4個“小立方體”不相鄰，位于“小立方體”中的C原子與最近的4個C原子以單鍵相連，形成正四面體結構，該晶胞中含有的C(碳)原子數目=4+8×+6×=8；晶胞質量=8×g，C-C鍵的鍵長為a cm，如圖正四面體，連接F與A、B、C、D，則三棱錐A-BCD均分為等4個等體積的三棱椎，則V三棱錐A-BCD=4V三棱錐F-BCD，V三棱錐F-BCD=S△BCD·(a+h)=4×S△BCD·h，所以h=，假設四面體的棱長為x cm，連接AF并延長交三角形BCD與O，O為正三角形BCD的中心，BO垂直平分CD，則BO的長度=xcm××=cm，在直角三角形BOF中，()2+()2=a2，解得x=，故晶胞的棱長=×2x cm=×2× cm=cm，故晶胞的體積=(cm)3=a3 cm3，則晶胞密度=g/cm3= g/cm3。