Question

【题目】有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E的内部各能层均排满，且最外层有一个电子；D与E同周期，价电子数为2。则：

（1）写出基态E原子的价电子排布式___________。

（2）A的单质分子中π键的个数为________。

（3）A、B、C三种元素第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)

（4）B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是_______。

（5）A的最简单氢化物分子的空间构型为_____，其中A原子的杂化类型是__。

（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如图，已知晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=__________ pm. (用ρ、NA，C和D化合物的摩尔质量为M g.mol-1的计算式表示)

Answer 1

【答案】 3d104s1 2 F＞N＞O 水分子间 氢键 三角锥形 sp3 1010

【解析】有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素（原子序数均小于30），A的基态原子2p能级有3个单电子，原子核外电子排布为1s22s22p3，则A是N元素；C的基态原子2p能级有1个单电子，且C的原子序数大于A，其原子核外电子排布为1s22s22p5，所以C是F元素；B的原子序数介于氮、氟之间，故B为O元素；E原子核外有成单电子，其次外层有3个能级且均排满电子，且原子序数小于30，则E处于第四周期，其基态原子的价电子排布式[Ar]3d104s1，则E是Cu元素；D与E同周期，价电子数为2，则D是Ca元素，据此解答。

根据以上分析，

（1）E是铜元素，根据构造原理知，其基态原子的价电子排布式[Ar]3d104s1，故基态Cu原子的价电子排布式为：3d104s1；

因此，本题正确答案是：3d104s1；
（2）氮气的结构式为：N≡N，所以氮气分子中含有一个σ键和两个π键；

因此，本题正确答案是：2；
（3）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O；

因此，本题正确答案是：F＞N＞O；
（4）B元素的氢化物是水，水分子间能存在氢键，氢键比范德华力更强，H2O的沸点是同族元素中最高的；

因此，本题正确答案是：水分子间氢键；
（5）N元素的简单氢化物是氨气，NH3分子中氮原子价层电子对=3+=4，且含有一个孤电子对，所以分子空间构型是三角锥形，N原子采取sp3杂化；

因此，本题正确答案是：三角锥形；sp3；
（6）F和Ca形成的化合物为CaF2，由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目=8、黑色球数目=8×+6×=4，白色球为F、黑色球为Ca，则晶胞质量=4×=g，

晶胞的体积===cm3，故晶胞边长a=cm=1010pm。

因此，本题正确答案是：1010。