Question

20．下表给出五种元素的相关信息，根据以下信息填空：

元素	相关信息
A	基态原子2p能级有3个单电子
B	基态原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数
C	氢化物常用于刻蚀玻璃
D	基态原子核外电子分处6个不同能级，且每个能级均已排满
E	原子序数等于C与D的原子序数之和

（1）D的元素符号为Ca．14gA的单质分子中π键的个数为6.02×10²³ ．
（2）B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是水分子之间形成氢键．
（3）A、B、C 3种元素的电负性由大到小的顺序为F＞N＞O（用元素符号表示）．
（4）E²⁺的价层电子排布图为．
（5）A的最简单氢化物分子的空间构型为三角锥形，其中A原子的杂化类型是sp³杂化．
（6）C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g•cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$cm．（用ρ、N_A的计算式表示）

Answer 1

分析 A基态原子2p能级有3个单电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p³，则A为N元素；B意思是基态原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为O元素；C的氢化物常用于刻蚀玻璃，则C为F元素；D元素基态原子核外电子分处6个不同能级，且每个能级均已排满，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca；E的原子序数等于C与D的原子序数之和，即E的原子序数为9+20=29，故E为Cu．

解答 解：A基态原子2p能级有3个单电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p³，则A为N元素；B意思是基态原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为O元素；C的氢化物常用于刻蚀玻璃，则C为F元素；D元素基态原子核外电子分处6个不同能级，且每个能级均已排满，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca；E的原子序数等于C与D的原子序数之和，即E的原子序数为9+20=29，故E为Cu．
（1）D的元素符号为Ca，A的单质为N₂，结构式为N≡N，14g氮气为$\frac{14g}{28g/mol}$=0.5mol，含有π键的个数为 0.5mol×2×6.02×10²³ mol^-1=6.02×10²³ ，
故答案为：Ca；6.02×10²³ ；
（2）B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是：水分子之间形成氢键，增大分子间的作用，
故答案为：水分子之间形成氢键；
（3）同周期所原子序数增大元素的电负性增大，3种元素的电负性由大到小的顺序为：F＞N＞O，
故答案为：F＞N＞O；
（4）Cu²⁺的价层电子排布式为3d⁹，则价电子排布图为，
故答案为：；
（5）A的最简单氢化物为NH₃，分子的空间构型为三角锥形，其中N原子形成3个N-H键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子的杂化类型是sp³杂化，
故答案为：三角锥形；sp³杂化；
（6）晶胞中白色球数目为8、黑色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，结合化学式CaF₂可知白色球为F、黑色球为Ca，晶胞质量为4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g，晶体的密度为ρ g•cm^-3，则4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g÷=（a cm）³×ρ g•cm^-3，故
晶胞边长a=$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$ cm，
故答案为：$\root{3}{\frac{4×78}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、氢键、空间构型与杂化方式判断、晶胞计算等，注意氢键对物质性质的影响，掌握均摊法进行晶胞有关计算．