Question

【题目】已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1；化合物B2E为离子化合物，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片；F原子最外层电子数与B的相同，其余各内层轨道均充满电子．请根据以上信息，回答下列问题（用所对应的元素符号表示）：

（1）A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为 ．
（2）氢化物A2H4分子中A原子采取杂化．
（3）按原子的外围电子排布分区，元素F在区，基态F原子的电子排布式为 ．
（4）元素A和C可形成一种新型化合物材料，其晶体具有很高的硬度和熔点，其化合物中所含的化学键类型为 ．
（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示（其中A显﹣3价，每个球均表示1个原子），则其化学式为 ． 设阿伏加德罗常数为NA ， 距离最近的两个F原子的核间距为a cm，则该晶胞的密度为（用含a和NA的代数式表示）g/cm3 ．

Answer 1

【答案】
（1）Na＜S＜N
（2）sp3
（3）ds；1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
（4）共价键
（5）Cu3N；
【解析】解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1 ， 而n=2，则A为N元素；E原子核外的M层中只有两对成对电子，外围电子排布为3s23p4 ， 则E为S元素；化合物B2E为离子化合物，B表现+1价，原子序数大于碳、小于硫，则B为Na；C元素是地壳中含量最高的金属元素，则C为Al；D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片，则D为Si；F原子最外层电子数与B的相同，其余各内层轨道均充满电子，原子序数大于硫，处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=19，则F为Cu．（1）N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能：Na＜S＜N，故答案为：Na＜S＜N；（2）氢化物N2H4分子N原子形成2个N﹣H键、1个N﹣N键，还含有1对孤对电子，故N原子采取sp2 杂化，故答案为：sp2；（3）按原子的外围电子排布分区，元素Cu在ds区，基态Cu原子的核外电子总数为29，其基态原子的核外电子排布式为：1s22 s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 ， 故答案为：ds；1s22 s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；（4）元素N和Al可形成一种新型化合物材料，其晶体具有很高的硬度和熔点，该化合物属于原子晶体，其化合物中所含的化学键类型为：共价键，
故答案为：共价键；（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示的立方晶胞（其中A显﹣3价，每个球均表示1个原子），
晶胞中小黑色球数目为8× =1，大灰色球数目为12× =3，其中N显﹣3价，则小黑色球为N原子、大灰色球为Cu，则其化学式为Cu3N；设阿伏伽德罗常数为NA ， 晶胞质量为 g，距离最近的两个Cu原子的核间距为a cm，则晶胞棱长为 acm×2= acm，则该化合物的晶胞密度为： = g/cm3 ， 故答案为：Cu3N； ．
A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1 ， 而n=2，则A为N元素；E原子核外的M层中只有两对成对电子，外围电子排布为3s23p4 ， 则E为S元素；化合物B2E为离子化合物，B表现+1价，原子序数大于碳、小于硫，则B为Na；C元素是地壳中含量最高的金属元素，则C为Al；D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片，则D为Si；F原子最外层电子数与B的相同，其余各内层轨道均充满电子，原子序数大于硫，处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=19，则F为Cu，（1）A、B、E分别是N、Na、S元素，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，同一主族，元素的第一电离能随着原子序数增大而减小；（2）氢化物N2H4分子中，N原子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，据此判断A原子杂化方式；（3）F是Cu元素，在周期表的位置为第四周期第IB族，据此判断其所在区及基态原子的电子排布式；（4）元素N和Al形成一种新型化合物材料，其晶体具有很高的硬度和熔点，说明该化合物是原子晶体，原子晶体中含有共价键；（5）N、Cu形成某种化合物的晶胞结构如图，利用均摊法确定化学式；距离最近的两个F原子的核间距为a cm，则晶胞棱长为 acm×2= acm，晶胞体积=（ acm）3 ， 根据ρ= 计算该晶胞的密度．