Question

11．A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大．A、C的基态原子的电子排布中L能层都有两个未成对电子，C、D同主族，E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满．
（1）A的基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，该能层的原子轨道数为5．
（2）E的基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²．F⁺离子的价层电子排布的轨道表示式是．
（3）D元素的最高价氧化物对应的水化物中，中心原子的杂化轨道类型是sp³，B元素气态氢化物的价层电子对互斥模型为四面体形．
（4）化合物AC₂、B₂C和阴离子DAB^-互为等电子体，它们的结构相似，DAB^-的电子式为．DAB^-的水溶液可以用于实验室中E³⁺离子的定性检验，形成配合物的颜色为血红色．
（5）某化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为CuFeS₂．该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，该晶体的密度为d g•cm^-3，则阿伏加德罗常数N_A=$\frac{7.36×1{0}^{32}}{da{b}^{2}}$（用含a、b、d的式子表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素；C、D同主族，D的原子序数小于Fe，则D为S元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素；C、D同主族，D的原子序数小于Fe，则D为S元素．
（1）A为碳元素，基态原子中电子占据的最高能层为第2能层，符号L，该能层有1个s轨道、3个p轨道，共有5个原子轨道，故答案为：L；5；
（2）E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
F为Cu，Cu⁺离子的价层电子排布3d¹⁰，其价层电子排布图是，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；；
（3）D元素的最高价氧化物对应的水化物为H₂SO₄，中心原子的杂化轨道4+$\frac{6-2×2-1×2}{2}$=4，S原子采取sp³杂化方式；B的气态氢化物为NH₃，形成3个N-H键、含有1对孤对电子，价层电子对互斥模型为 四面体形，
故答案为：sp³；四面体形；
（4）化合物CO₂、N₂O和阴离子SCN^-互为等电子体，它们结构相似，SCN^-中C原子与S、N原子之间形成2对共用电子对，SCN^-的电子式为，SCN^-的水溶液可以用于实验室中Fe³⁺离子的定性检验，形成配合物的颜色为血红色，
故答案为：；血红色；
（5）晶胞中D（S）原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E（Fe）原子6个位于面上、4个位于棱上，E（Fe）原子数目=6×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，F（Cu）原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上，原子数目=4×$\frac{1}{2}$+1+8×$\frac{1}{8}$=4，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS₂，
晶胞质量=$\frac{（56+64+32×2）g/mol}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$×4，晶胞体积=（b×10^-10 cm）²×a×10^-10 cm，
该晶体的密度dg•cm^-3=（$\frac{（56+64+32×2）g/mol}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$×4）÷[（b×10^-10 cm）²×a×10^-10 cm]，
整理可得N_A=$\frac{7.36×1{0}^{32}}{da{b}^{2}}$，
故答案为：CuFeS₂；$\frac{7.36×1{0}^{32}}{da{b}^{2}}$．

点评 本题是对考查物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化理论、价层电子对互斥理论、等电子体、晶胞计算等，需要学生具备扎实的基础，（5）为易错点、难点，难度中等．