Question

12．表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素．

请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是Cr、Fe（填元素符号）．元素⑧的原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s²，元素⑩形成的+1价阳离子的外围电子构型的轨道表示式为．
（2）表中元素①与元素⑤形成的简单分子电子式为；⑥和⑦形成的化合物电子式为．③和⑥形成的化合物晶体类型为分子晶体．元素①的4个原子与元素③的2个原子形成的分子中含有σ键的数目为5，π键数目为1．
（3）某元素的特征电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，该元素原子的未成对电子数为3．元素⑤⑥⑦的原子半径由大到小的顺序为（用元素符号填空）Ca＞S＞Cl．
（4）表中十种元素最高氧化物对应水化物酸性最强的是HClO₄（填水化物分子式，下同）；碱性最强的是Ca（OH）₂．
（5）周期表中处于对角线位置的元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素④与元素②的氢氧化物有相似的性质．请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O．
（6）1183K以下元素⑨形成的晶体的基本结构单元如图1所示，1183K以上转变为图2所示的基本结构单元，在两种晶体中最邻近的原子间距离相同．

在1183K以下的晶体中，与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为8个，在1183K以上的晶体中，与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为12个．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知①为H、②为Be、③为C、④为Al、⑤为S、⑥为Cl、⑦为Ca、⑧为Cr、⑨为Fe、⑩为Cu．
（1）ⅢB～ⅦB族（镧系元素、锕系元素除外）、第Ⅷ族属于d区元素；元素⑧为Cr，原子核外电子数为24，根据构造原理书写核外电子排布式；元素⑩形成的+1价阳离子为Cu⁺，其外围电子排布式为3d¹⁰，结合泡利原理画出轨道表示式；
（2）表中元素①与元素⑤形成的简单分子为H₂S，属于共价化合物；⑥和⑦形成的化合物为CaCl₂，由钙离子与氯离子构成；③和⑥形成的化合物为CCl₄；元素①的4个原子与元素③的2个原子形成的分子为；
（3）某元素的特征电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，由于s轨道只能容纳2个电子，故n=2，则该元素为N元素；同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大；
（4）表中十种元素最高氧化物对应水化物酸性最强的是高氯酸；Ca的金属性最强，故氢氧化钙的碱性最强；
（5）元素④与元素②的氢氧化物有相似的性质，元素②的氢氧化物为Be（OH）₂，与NaOH溶液反应反应生成Na₂BeO₂与水；
（6）元素⑨为Fe，在1183K以下的晶体为体心立方密堆积，晶胞体心原子与顶点8个原子相邻；在1183K以上的晶体为面心立方密堆积，以顶点原子研究，与之等距离且最近的原子出面心．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知①为H、②为Be、③为C、④为Al、⑤为S、⑥为Cl、⑦为Ca、⑧为Cr、⑨为Fe、⑩为Cu．
（1）上述元素中属于d区元素的是Cr、Fe；元素⑧为Cr，原子核外电子数为24，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s²，元素⑩形成的+1价阳离子为Cu⁺，其外围电子排布式为3d¹⁰，其轨道表示式为，
故答案为：Cr、Fe；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s²；；
（2）表中元素①与元素⑤形成的简单分子为H₂S，属于共价化合物，电子式为；⑥和⑦形成的化合物为CaCl₂，由钙离子与氯离子构成，电子式为；③和⑥形成的化合物为CCl₄，属于分子晶体，元素①的4个原子与元素③的2个原子形成的分子为，分子中含有σ键的数目为5，π键数目为1，
故答案为：；；分子晶体；5；1；
（3）某元素的特征电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，由于s轨道只能容纳2个电子，故n=2，2p能级有3个轨道，3个电子优先占据一个轨道，有3个未成对电子，同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Ca＞S＞Cl，
故答案为：3；Ca＞S＞Cl；
（4）表中十种元素最高氧化物对应水化物酸性最强的是HClO₄；Ca的金属性最强，故Ca（OH）₂的碱性最强，
故答案为：HClO₄；Ca（OH）₂；
（5）元素④与元素②的氢氧化物有相似的性质，元素②的氢氧化物为Be（OH）₂，与NaOH溶液反应反应生成Na₂BeO₂与水，该反应方程式为：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
故答案为：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O；
（6）元素⑨为Fe，在1183K以下的晶体为体心立方密堆积，晶胞体心原子与顶点8个原子相邻，故与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为8，在1183K以上的晶体为面心立方密堆积，以顶点原子研究，与之等距离且最近的原子出面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，与⑨原子等距离且最近的⑨原子数为$\frac{8×3}{2}$=12，
故答案为：8；12．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素周期表与元素周期律、核外电子排布、电子式、晶胞结构等，需要学生具备扎实的基础，（5）注意利用氢氧化铝的性质进行解答，难度中等．