题目内容
A-I为原子序数递增的前四周期的元素，已知A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，D为周期表中电负性最大的元素，F与C位于同一主族．E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属．H为应用最广泛的金属；I处于周期表中的第IIB族．请回答下列问题：（以下问题中的所有原子都必须在上述元素中寻找）（1）B单质分子中σ与π键数目比为
（2）H元素原子的价层电子排布式为
（3）D与G可以形成右图的晶胞，则黑点表示的是
（4）若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子，按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个（共去掉4个），并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素，则这个晶胞化学式为
（5）已知，F单质晶体的原子堆积为ABAB型，那么，该晶体的空间利用率为
考点：金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系,位置结构性质的相互关系应用
专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构
分析：A-I为原子序数递增的前4周期的元素，已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍，则A原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素；D为周期表中电负性最大的元素，则D为氟元素；H为应用最广泛的金属，则H为Fe；I处于周期表中的第二副族，则I为Zn．E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属，结合原子序数可知，处于ⅡA族，E为Mg、G为Ca；结合原子序数可知，B为N元素、C为O元素；F与C位于同一主族，F的原子序数小于Ca，则F为S元素，据此解答．
解答：
解：A-I为原子序数递增的前4周期的元素，已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍，则A原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素；D为周期表中电负性最大的元素，则D为氟元素；H为应用最广泛的金属，则H为Fe；I处于周期表中的第二副族，则I为Zn．E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属，结合原子序数可知，处于ⅡA族，E为Mg、G为Ca；结合原子序数可知，B为N元素、C为O元素；F与C位于同一主族，F的原子序数小于Ca，则F为S元素，
（1）B单质为N2，分子中形成N≡N三键，含有1个σ键、2个π键，σ与π键数目比为1：2；同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素，故N、O、F第一电离能由小到大的顺序为O＜N＜F，
故答案为：1：2；O＜N＜F；
（2）H为Fe元素，原子的价层电子排布式为3d64s2，Fe3+离子可以与上述元素中的三种形成的某阴离子生成血红色络合物，该阴离子为SCN-，又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体，等电子体含有相同的原子数目与价电子总数，该分子为CO2等，价电子总数相同的等电子体空间结构相似，故SCN-与CO2的空间结构相似为直线型，
故答案为：3d64s2；CO2；直线型；
（3）F与Ca可以形成CaF2，其晶胞中黑色球数目=8×
+6×
=4，白色球数目=8，故黑色球代表Ca元素，由晶胞结构可知，应该F原子周围有4个Ca原子，即F原子配位数为4，则该Ca原子在该晶胞中的配位数为8，
故答案为：Ca；8；
（4）若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子，按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个（共去掉4个），则圆圈数目为4，黑色球数目=8×
+6×
=4，晶胞中原子数目为1：1，并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素，符合ZnS的立方结构，则这个晶胞化学式为ZnS，
若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子，则成为另外一种晶胞，由晶胞结构（类似金刚石结构）可知，每个原子周围连接4个原子，形成正四面体型，该晶胞中成键原子键角为109°28′，
故答案为：ZnS；109°28′；
（5）F单质晶体的原子堆积为ABAB型，为六方最密堆积，晶胞如图：
，故晶胞空间利用率为74.05%，
如果F单质的摩尔质量为M，晶胞的质量=
，晶胞棱长为a，则S（△A′B′C′）=
×a×a×sin60°=
a2sin60°，故底面面积为a2sin60°，晶胞高度为c，则晶胞体积=ca2sin60°，故晶体密度=
=
，
故答案为：74.05%；
．
（1）B单质为N2，分子中形成N≡N三键，含有1个σ键、2个π键，σ与π键数目比为1：2；同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素，故N、O、F第一电离能由小到大的顺序为O＜N＜F，
故答案为：1：2；O＜N＜F；
（2）H为Fe元素，原子的价层电子排布式为3d64s2，Fe3+离子可以与上述元素中的三种形成的某阴离子生成血红色络合物，该阴离子为SCN-，又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体，等电子体含有相同的原子数目与价电子总数，该分子为CO2等，价电子总数相同的等电子体空间结构相似，故SCN-与CO2的空间结构相似为直线型，
故答案为：3d64s2；CO2；直线型；
（3）F与Ca可以形成CaF2，其晶胞中黑色球数目=8×
| 1 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
故答案为：Ca；8；
（4）若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子，按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个（共去掉4个），则圆圈数目为4，黑色球数目=8×
| 1 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子，则成为另外一种晶胞，由晶胞结构（类似金刚石结构）可知，每个原子周围连接4个原子，形成正四面体型，该晶胞中成键原子键角为109°28′，
故答案为：ZnS；109°28′；
（5）F单质晶体的原子堆积为ABAB型，为六方最密堆积，晶胞如图：
，故晶胞空间利用率为74.05%，如果F单质的摩尔质量为M，晶胞的质量=
| 2M |
| NA |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| ||
| ca2sin60° |
| 2M |
| NAca2sin60° |
故答案为：74.05%；
| 2M |
| NAca2sin60° |
点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、电离能、晶胞结构与计算等，对学生的空间想象与数学计算有较高的要求，（5）为易错点、难点，理解晶胞结构是关键，难度较大．
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下列离子方程式书写正确的是（ ）
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| 元素符号 | A | B | C | D | E | F |
| 原子半径（nm） | 0.160 | 0.080 | 0.102 | 0.143 | 0.074 | 0.125 |
| 主要化合价 | +2 | +2 | -2，+4，+6 | +3 | -2 | +4 |
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