题目内容
7.(1)E元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族.
(2)六种元素中电负性最大的元素为O,前五种元素中第一电离能最小的元素为Ni(写元素符号).C元素与元素氟能形成C2F2分子,该分子中C原子的杂化方式是sp2.
(3)配合物E(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,据此判断该分子属于非极性分子(填“极性”或“非极性”).该分子中σ键与π键数目比为1:1.
(4)H单质的晶胞结构如图所示,则原子采取的堆积方式为面心立方最密堆积,若已知H原子半径为r pm,NA表示阿伏伽德罗常数,摩尔质量为M,用相应字母表示:
①该原子的配位数为12.
②该晶体的密度为$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$g/cm3.
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%(用含π表达式表示).
分析 前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,则A为氢元素;B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故B为碳元素;D元素是地壳中含量最多的元素则D为氧元素;C的原子序数介于碳、氧之间,故C为氮元素;E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,外围的电子排布式为3d84s2,故E为Ni;H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故H为Cu.
解答 解:前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,则A为氢元素;B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故B为碳元素;D元素是地壳中含量最多的元素则D为氧元素;C的原子序数介于碳、氧之间,故C为氮元素;E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,外围的电子排布式为3d84s2,故E为Ni;H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故H为Cu.
(1)E为Ni,元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族,
故答案为:第四周期Ⅷ族;
(2)六种元素中氧元素非金属性最大,则电负性最大的元素为O,前五种元素中注意Ni为金属元素,其它均为非金属元素,故第一电离能最小的元素为Ni,C元素与元素氟能形成N2F2分子,结构式为F-N=N-F,该分子中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,氮原子采取sp2杂化,
故答案为:O;Ni;sp2;
(3)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,结合相似相溶原理判断该分子属于非极性分子,Ni与CO之间形成配位键,CO与N2互为等电子体,CO的结构式为C≡O,则Ni(CO)4分子中σ键与π键数目比为8:8=1:1,
改答案为:非极性;1:1;
(4)H单质的晶胞结构中原子处于顶点与面心,则原子采取的堆积方式为 面心立方最密堆积,
①以顶点原子研究,与之相邻的原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,晶胞中原子的配位数是$\frac{3×8}{2}$=12;
②若H原子的半径为r pm,则晶胞棱长为4r pm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r pm,则晶胞体积为(2$\sqrt{2}$r×10-10 cm)3,晶胞中H原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,则晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g,则该晶体的密度为 4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷(2$\sqrt{2}$r×10-10 cm)3=$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$ g/cm3.
③若H原子的半径为r,则晶胞棱长为4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r,则晶胞体积为(2$\sqrt{2}$r)3,晶胞中H原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,晶胞中Q原子占有的总体积为4×$\frac{4}{3}$πr3,晶胞中原子的空间利用率=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{(2\sqrt{2}r)^{3}}$×100%=$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%,
故答案为:面心立方最密堆积;①12;②$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$;③$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%.
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、电负性、杂化方式、晶体类型与性质、化学键、晶胞结构与计算等,(4)中关键是理解原子半径与晶胞棱长关系,掌握均摊法进行晶胞有关计算,注意同周期第一电离能异常情况.
| A. | ${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti原子中均含有22个中子 | |
| B. | ${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti在周期表中位置相同,都在第4纵行 | |
| C. | ${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti的物理性质相同 | |
| D. | ${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti为同一核素 |