Question

如表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表一种化学元素．

试回答下列问题：

（1）请写出元素O的基态原子电子排布式

 

．
（2）c元素的一种同素异形体与熔融的n单质形成石墨间隙化合物，比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写作C_xK，其平面图形见图1，则x值为

 

．
（3）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图2，其中序号“8”代表

 

（填元素符号）；其中电负性最大的是

 

（填右图中的序号）．
（4）由i原子跟d原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同．则i与d形成的晶体中一个晶胞中含有4个i原子；与同一个i原子相连的d原子构成的空间构型为

 

，d原子的杂化类型为

 

．
（5）i单质晶体中原子的堆积方式如图3甲所示，其晶胞特征如图3乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图3丙所示．若已知i的原子半径为dcm，N_A代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，则该晶体的密度为

 

_g/cm³  （用字母表示）．

Answer 1

分析：根据元素周期表知，a-o各元素分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Fe．
（1）Fe原子核外电子数为26，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）可以取三个钾原子形成的小三角形为计算单位，其完全占有的碳原子数是4，每个K为6个小三角形共用，利用均摊法计算K原子个数，据此解答；
（3）第三周期8种元素的单质中只有Si为原子晶体，熔沸点最大；
同周期随原子序数增大，电负性增大，故Cl元素电负性最大，氯气的沸点仅高于氩；
（3）AlN晶体与金刚石类似，每个Al原子与个N原子相连，为空间网状结构，与同一个Al原子相连的N原子构成正四面体；N原子成4个共价键（存在配位键），不含孤对电子，采取sp³杂化；
（5）利用均摊法计算晶胞中含有的原子个数，进而计算晶胞中含有原子的质量，Al的原子半径为dcm，由图丙可知，晶胞的棱长=4d cm×

2

2

=2

2

d cm，再计算晶胞的体积，再根据密度公式计算其密度．

解答：解：（1）Fe原子核外电子数为26，根据能量最低原理可知，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）可以取三个钾原子形成的小三角形为计算单位，其完全占有的碳原子数是4，每个K为6个小三角形共用，占有的钾原子数为

1

6

×3=

1

2

，故碳原子数和钾原子数之比是4：

1

2

=8：1，故x=8，
故答案为：8；
（3）第三周期8种元素的单质中只有Si为原子晶体，熔沸点最大，由图可知序号“8”代表的为Si；同周期随原子序数增大，电负性增大，故Cl元素电负性最大，氯气的沸点仅高于氩，故序号“2”为Cl，
故答案为：Si；2．
（4）AlN晶体与金刚石类似，每个Al原子与个N原子相连，为空间网状结构，与同一个Al原子相连的N原子构成正四面体；N原子成4个共价键（存在配位键），不含孤对电子，采取sp³杂化，
故答案为：正四面体；sp³；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中Al原子的数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，该晶胞中原子的质量=4×

M

NA

g，由信息可知晶胞图可知为面心立方，Al的原子半径为dcm，由图丙可知，晶胞的棱长=4d cm×

2

2

=2

2

d cm，故晶胞的体积=（2

2

d cm）³=16

2

d³ cm³，所以其密度=

4× M NA g

16 2 d3 cm3

=

M

4 2 NA?d3

 g/cm³，
故答案为：

M

4 2 NA?d3

．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、晶胞结构与计算、元素周期律、晶体类型与单质熔沸点的关系等知识点，（4）中AlN的结构为难点，（5）中计算的关键是确定晶胞的棱长，难点中等．