Question

A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。A原子L层的成对电子数和未成对电子数相等,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是       (用对应的元素符号表示);基态D原子的电子排布式为               。
(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取       杂化;B的空间构型为       (用文字描述)。
(3)1 mol AB^-中含有的π键个数为       。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是       。

(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XY_n,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNi_n晶胞体积为9.0×10^-23 cm³,储氢后形成LaNi_nH_4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNi_n中n=       (填数值);氢在合金中的密度为       。

Answer 1

(1)C＜O＜N  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹
(2)sp² 平面三角形
(3)2N_A或2×6.02×10²³
(4)1∶5
(5)5  0.083 g·cm^-3

A原子L层的电子排布图为,故A为C元素;地壳中含量最多的元素是O元素,故C为O元素;最外层p轨道的电子为半充满结构的元素是ⅤA族元素,结合A和C的核电荷数可知B为N元素;据D的描述可知,其四个电子层的电子数分别为2、8、18、1,故为Cu元素。(1)由于N元素p轨道处于半充满状态,故第一电离能最大,则有C＜O＜N,基态Cu原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹。(2)根据价层电子对互斥理论可知在H₂CO₃分子中的C原子以及N中的N原子上都没有孤电子对,故C原子采用sp²杂化方式,N空间构型为平面三角形结构。(3)在CN^-中,C原子与N原子之间是共价三键,故含有的π键个数为2N_A。(4)如图,钙在立方体的顶点,故含有8×=1个,而Cu原子位于面上和体心中,故有8×+1=5个。(5)结合(4)以及合金的化学式可知n=5,氢在合金中的密度= g·cm^-3="0.083" g·cm^-3。