Question

【化学—选修5：物质结构与性质】（15分）
现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍；C元素原子的L电子层中只有两对成对电子；D元素与E元素在同周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
⑴A、B、C三种元素的名称分别为        、        、        。
⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为               。
⑶E元素基态原子的核外电子排布式为                          。
⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物，其中只含sp³杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为         ；其中只含sp²杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为           ；其中同时含sp杂化、SP²杂化、sp³杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为          。
⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示，D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。
        
图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为         。

Answer 1

⑴碳（1分）、氮（1分）、氧（1分）⑵C、O、N（2分）⑶［Ar］3d¹⁰4s¹（2分）⑷正四面体（2分）、  （2分），C₅H₆（2分）⑸1/2（2分）

根据元素的结构即性质可知，A、B、C、D、E分别是C、N、O、Fe、Cu。
（1）A、B、C三种元素的名称分别为碳、氮、氧。
（2）非金属性越浅，第一电离能越大。氮氮原子的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于氧原子的，即第一电离能由低到高的排序为C、O、N。
（3）根据构造原理可知，铜元素基态原子的核外电子排布式为［Ar］3d¹⁰4s¹。
（4）只含sp³杂化且相对分子质量最小的分子是甲烷，由于碳原子不存在孤对电子，所以构型是正四面体。只含sp²杂化且相对分子质量最小的化合物是乙烯，其结构简式为。时含sp杂化、SP²杂化、sp³杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式C₅H₆。
（5）金刚石中碳原子的配位数是4，铁晶体中配位数是8，所以配位数之比为1︰2。