Question

17．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大．请根据下列相关信息，回答问题．

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离能分别为   I1=738，I2=1451，I3=7733，I4=10540（单位：kJ/mol）

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数的差为4

F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第七列

（1）已知液态BA₃中与液态水类似，存在微弱的电离，写出其电离方程式2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-．
（2）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有3个方向，原子轨道呈纺锤形形．
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图违背了泡利原理．
（4）G位于第ⅦB族d区，价电子排布式为3d⁵4s²．
（5）DE₃中心原子的杂化方式为sp³，用价层电子对互斥理论推测其空间构型为三角锥形．
（6）F元素的晶胞如图所示，若设该晶胞的密度为a g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，F原子的摩尔质量为M g/mol，则F原子的半径为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为短周期主族元素，原子序数依次增大，元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，电子排布为1s²2s²2p³，即B为N；由C原子的第一至第四电离能，则C为Mg；D原子核外所有p轨道全满或半满，则价电子为3s²3p³符号题意，即D为P；E元素的主族序数与周期数的差为4，E为第三周期第ⅥⅠA族元素，即E为Cl；F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，F是前四周期中电负性最小的元素，则F为K，G在周期表的第七列，则G为Mn，然后利用原子结构及分子的空间构型来解答．

解答 解：A、B、C、D、E为短周期主族元素，原子序数依次增大，元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，电子排布为1s²2s²2p³，即B为N；由C原子的第一至第四电离能，则C为Mg；D原子核外所有p轨道全满或半满，则价电子为3s²3p³符号题意，即D为P；E元素的主族序数与周期数的差为4，E为第三周期第ⅥⅠA族元素，即E为Cl；F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，F是前四周期中电负性最小的元素，则F为K，G在周期表的第七列，则G为Mn，
（1）水电离的实质是分子结合另一分子的氢离子形成阳离子，另一分子形成阴离子发生电离，故液氨中的电离平衡方程式为：为2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，
故答案为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
BA₅为离子化合物，则为NH₄H，其电子式为，故答案为：；
（2）B为N，能量最高的电子为2p电子，其电子云在空间有3个方向，p轨道为纺锤形，
故答案为：3；纺锤形；
（3）由泡利原理可知，电子在同一轨道内的自旋方向应相反，C基态原子的核外电子排布图中3s上的两个电子自旋方向相同，则违反了泡利原理，
故答案为：泡利原理；
（4）G为Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的为d电子，在d区，其价电子为3d⁵4s²，
故答案为：第ⅦB；d；3d⁵4s²；
（5）PCl₃中，孤电子对数为1，成键数为3，则为sp³杂化，空间构型为三角锥形，
故答案为：sp³；三角锥形；
（6）K元素的晶胞如图所示，该晶胞中K原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，晶胞的质量为：$\frac{2M}{{N}_{A}}$g，若设该晶胞的密度为ag/cm³，则晶胞的体积=$\frac{\frac{2M}{{N}_{A}}g}{ag•c{m}^{3}}$=$\frac{2M}{a{N}_{A}}$cm³，则晶胞的棱长=$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，设F原子的半径为r cm，晶胞体对角线上的3个F原子相邻，则：（4r）²=3（$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm）²，r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

点评 本题考查位置、结构、性质的综合应用，题目难度较大，推断各元素名称为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意掌握原子结构还与元素周期律、元素周期表的关系．