题目内容

8．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A元素原子的核外P电子总数比S电子总数少1；B原子核外电子有9个不同的运动状态；C是主族元素且与E同周期，其最外能层上有两个运动状态不同的电子；D2+原子核外所有d轨道中的电子半充满；E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态．
（1）D2+元素基态原子的价电子排布式为3d5．
（2）比较A、B和氧三种元素的第一电离能有小到大的顺序为O＜N＜F（填元素符号）．
（3）A2B2分子中A原子的杂化类型为sp2杂化，该分子中σ键和π键的数目之比为3：1．
（4）已知氧和E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：

甲为CuO；
乙为Cu2O．
高温时，甲易转化为乙的原因为Cu2O中Cu+的各轨道均为全满状态，能量较低，比较稳定．
（5）B与C可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示，其中C离子的配位数为8，若该晶体的密度为ag•cm-3，则该品胞的体积是$\frac{4×78}{a{N}_{A}}$cm3（写出表达式即可）．

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A元素原子的核外P电子总数比S电子总数少1，原子核外电子排布式为1s22s22p3，则A为N元素；B原子核外电子有9个不同的运动状态，即原子核外有9个电子，故B为F元素；E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，故E为Cu；C是主族元素且与E同周期，其最外能层上有两个运动状态不同的电子，C处于IIA族，则C为Ca；D2+原子核外所有d轨道中的电子半充满，则D原子外围电子排布式为3d54s2，则D为Mn．
（1）D处于第四周期，D2+原子核外所有d轨道中的电子半充满；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的；
（3）A2B2分子为N2F2，由8电子结构可知其结构式为F-N=N-F；
（4）氧和Cu可以形成CuO，Cu2O，根据均摊法计算晶胞中原子数目之比，进而确定化学式；
Cu2O中Cu+的各轨道均为全满状态，能量较低，比较稳定；
（5）黑色球为F，白色球为Ca，晶胞中F原子数目为8，Ca原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，原子配位数与原子数目成反比，表示出晶胞质量，再根据V=$\frac{m}{ρ}$计算晶胞体积．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A元素原子的核外P电子总数比S电子总数少1，原子核外电子排布式为1s22s22p3，则A为N元素；B原子核外电子有9个不同的运动状态，即原子核外有9个电子，故B为F元素；E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，故E为Cu；C是主族元素且与E同周期，其最外能层上有两个运动状态不同的电子，C处于IIA族，则C为Ca；D2+原子核外所有d轨道中的电子半充满，则D原子外围电子排布式为3d54s2，则D为Mn．
（1）D处于第四周期，D2+原子核外所有d轨道中的电子半充满，D2+元素基态原子的价电子排布式为3d5，
故答案为：3d5；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的，故第一电离能有小到大的顺序为O＜N＜F，
故答案为：O＜N＜F；
（3）A2B2分子为N2F2，其结构式为F-N=N-F，N原子形成2个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为3，故N原子采取sp2杂化，该分子中σ键和π键的数目之比为3：1，
故答案为：sp2杂化；3：1；
（4）氧和Cu可以形成CuO，Cu2O，
甲中黑色球数目为4，白色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，原子数目之比为1：1，故化学式为CuO，
乙中黑色球数目为4，白色球数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，原子数目之比为2：1，故化学式为Cu2O，
Cu2O中Cu+的各轨道均为全满状态，能量较低，比较稳定，高温时，甲易转化为乙，
故答案为：CuO；Cu2O；Cu2O中Cu+的各轨道均为全满状态，能量较低，比较稳定；
（5）黑色球为F，白色球为Ca，晶胞中F原子数目为8，Ca原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟离子配位数为4，原子配位数与原子数目成反比，则钙离子配位数为8，
晶胞质量为4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g，该晶体的密度为ag•cm-3，则该晶胞的体积是为4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g÷ag•cm-3=$\frac{4×78}{a{N}_{A}}$ cm3，
故答案为：8；$\frac{4×78}{a{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式、晶胞计算等，（3）中关键是根据8电子结构确定结构式，掌握均摊法进行晶胞有关计算．

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