题目内容

7.a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,相关信息如下表所示.
a原子核外电子分别占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同
b基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1
c在周期表所列元素中电负性最大
d位于周期表中第4纵行
e基态原子M层全充满,N层只有一个电子
请回答:
(1)d属于d区的元素,其基态原子的价电子排布图为
(2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>C(用元素符号表示).
(3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有4种,任意画出一种任意一种.
(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为SiO2>CO2(用化学式表示).若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的空间构型为平面三角形;A的中心原子的轨道杂化类型为sp2杂化;与A互为等电子体的一种分子为SO3(填化学式).
(5)e与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在晶胞中e原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由e原子与Au原子构成的四面体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似,该晶体储氢后的化学式为H4Cu3Au,若该晶体的相对分子质量为M,密度为ag/cm3,则晶胞的体积为$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm3(NA用表示阿伏加德罗常数的值).

分析 a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,a原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,核外电子排布为1s22s22p2,故a为C元素;b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1,核外电子排布为1s22s22p3,故b为N元素;c在周期表所列元素中电负性最大,则c为F元素;d位于周期表中第4纵行,且处于第四周期,故d为Ti;e的基态原子M层全充满,N层只有一个电子,则核外电子数为2+8+18+1=29,故e为Cu,据此解答.

解答 解:a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,a原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,核外电子排布为1s22s22p2,故a为C元素;b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1,核外电子排布为1s22s22p3,故b为N元素;c在周期表所列元素中电负性最大,则c为F元素;d位于周期表中第4纵行,且处于第四周期,故d为Ti;e的基态原子M层全充满,N层只有一个电子,则核外电子数为2+8+18+1=29,故e为Cu,
(l)d为Ti元素,属于d区的元素,基态原子的价电子排布3d24s2,故其基态原子的价电子排布图为
故答案为:d;
(2)与b同周期相邻元素分别为C、O,同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级容纳3个电子,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,故第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C,
故答案为:N>O>C;
(3)c的氢化物为HF,水溶液中存在的氢键有,共4种,
故答案为:4;任意一种;
(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物分别为CO2、SiO2,前者属于分子晶体,后者属于原子晶体,故熔点高低顺序为SiO2>CO2.a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子为CO32-,离子中C原子价层电子对数=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3,没有孤电子对,故碳酸根离子为平面三角形结构,中心C原子的轨道杂化类型为 sp2杂化;与CO32-互为等电子体的一种分子为SO3等,
故答案为:SiO2>CO2;平面三角形;sp2杂化;SO3
(5)Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,储氢后的 晶胞结构与金刚石晶胞结构相似,金刚石晶胞结构为,则形成的晶体中晶胞中原子为H原子,共有有4个,Cu原子数目为6×$\frac{1}{2}$=3,Au原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1,该晶体储氢后的化学式为H4Cu3Au,若该晶体的相对分子质量为M,晶胞质量为$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g,晶体密度为ag/cm3,则晶胞的体积为$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g÷ag/cm3=$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm3
故答案为:H4Cu3Au;$\frac{M}{a{N}_{A}}$cm3

点评 本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、电离能、氢键、晶体类型与性质、分子结构与性质、晶胞计算等,明确元素种类是解题关键,注意同周期元素第一电离能异常情况,注意利用均摊法进行晶胞的有关计算,难度中等.

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