Question

18．已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与P电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的．F原子核外最外层电子数与Na相同，其余各层电子均充满．
（1）E³⁺的价电子排布式为3d³．
（2）AB₃^2-的立体构型是平面三角形，其中A原子的杂化轨道类型是sp³．
（3）A₂^2-与B₂²⁺互为等电子体，B₂²⁺的电子式可表示为，1mol B₂²⁺中含有的π键数目为2N_A．
（4化合物DC₂的晶胞结构如右图所示，形成的离子化合物的电子式为该离子化合物晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是$\frac{312}{a{N}_{A}}$ cm³（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则A原子有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C在元素周期表的各元素中电负性最大，则C为氟元素；B原子基态时s电子数与P电子数相等，原子序数小于氟元素，处于第二周期，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为氧元素；D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca元素；E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的，其原子外围电子排布为3d⁵4s¹，则E为Cr元素；F原子核外最外层电子数与Na相同，其余各层电子均充满，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故F为Cu，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则A原子有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C在元素周期表的各元素中电负性最大，则C为氟元素；B原子基态时s电子数与P电子数相等，原子序数小于氟元素，处于第二周期，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为氧元素；D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca元素；E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的，其原子外围电子排布为3d⁵4s¹，则E为Cr元素；F原子核外最外层电子数与Na相同，其余各层电子均充满，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故F为Cu．
（1）E为Cr元素，Cr³⁺的价电子排布式为3d³，故答案为：3d³；
（2）CO₃^2-中C原子的价层电子对数为3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，C原子孤电子对数为0，CO₃^2-为平面三角形，C原子采取sp²杂化，
故答案为：平面三角形；sp³；
（3）C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，离子结构相同，O₂²⁺的电子式可表示为，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：；2N_A；
（4）CaF₂的电子式为，由化合物CaF₂的晶胞结构可知，晶胞中含有钙离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有氟离子数目为8，故晶胞的质量为4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g，该离子化合协晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积=$\frac{4×\frac{78}{{N}_{A}}}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案为：；$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

点评 本题综合查物质结构与性质，推断元素是解题的关键，涉及核外电子排布规律、杂化理论与分子结构、等电子体、晶胞计算等，难度中等，（3）中注意等电子体中价电子总数相等，结构相似，（4）掌握均摊法进行晶胞的有关计算．