Question

【题目】现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期。B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子。

请回答下列问题：

(1)请写出：D基态原子的价层电子排布图：______________________________；

F基态原子的价电子排布式：___________________。

(2)下列说法错误的是________。

A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO2>CO2

B．电负性顺序：B<C<D

C．N2与CO为等电子体，结构相似

D．稳定性：H2O>H2S，水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键

(3)F离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。向F的硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成[F(X)4]2＋，该离子的结构式为______________________(用元素符号表示)。

(4)某化合物与F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)结合形成图1所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式有________。

(5)B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示，则一个晶胞中所含B原子数为________。

(6)D与F形成离子个数比为1∶1的化合物，晶胞与NaCl类似，设D离子的半径为a pm，F离子的半径b pm，求该晶胞的空间利用率________________。

Answer 1

【答案】(1) 3d104s1 (2)AD

(3)

(4)sp2、sp3 (5)8 (6)

【解析】A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期。B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为C元素；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D为O元素；C原子序数介于C、O之间，则C为N元素；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，应处于第Ⅷ族及相邻的族，E元素的基态原子有4个未成对电子，价电子排布为3d64s2，则E为Fe，故F为Cu，(3)中C与A形成的气体X，则A为H元素，X为NH3。(1)D为O元素，基态原子的价层电子排布图：；F为Cu元素，基态原子的价电子排布式为：3d104s1。(2)沸点：SiO2>CO2，是由于二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳形成分子晶体，A错误；同周期随原子序数增大电负性增大，故电负性顺序：C<N<O，B正确；N2与CO分子都含有2个原子、价电子总数都是10，二者为等电子体，结构相似，C正确；稳定性：H2O>H2S，是因为非金属性O>S，与分子之间存在氢键无关，D错误。(3)C与A形成气体X，则A为H元素，X为NH3，F的硫酸盐为CuSO4，向CuSO4溶液中通入过量的NH3可生成[Cu(NH3)4]2＋，该离子的结构式为。(4)杂环上的C原子含有3个σ键，没有孤电子对，采用sp2杂化，亚甲基上C原子含有4个共价单键，采用sp3杂化。(5)由B单质的一种同素异形体的晶胞结构可知，B原子有4个位于晶胞内部，其余B原子位于顶点、面心，则一个晶胞中所含B原子数为4＋8×＋6×＝8。(6)O与Cu形成离子个数比为1∶1的化合物为CuO，晶胞与NaCl类似，其晶胞结构为，晶胞中铜离子数目＝阳离子数目＝8×＋6×＝4，O2－离子的半径为a pm，Cu2＋离子的半径b pm，则晶胞中原子总体积＝4×pm3，晶胞棱长＝2(a＋b)pm，故晶胞体积＝8(a＋b)3pm3，故该晶胞的空间利用率＝＝。