Question

已知：A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等；B是短周期中原子半径最大的元素；C元素3p能级半充满；E是所在周期电负性最大的元素；F是第四周期未成对电子最多的元素。

试回答下列有关的问题：

(1)写出F元素的电子排布式________。

(2)已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子，则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为________。

(3)已知C、E两种元素合成的化合物通常有CE₃、CE₅两种。这两种化合物中一种为非极性分子，一种为极性分子，属于极性分子的化合物的分子空间构型是________。

(4)B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是________(写元素符号)。四种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液，物质的量浓度相同时，pH由大到小的顺序是______________(写化学式)。

(5)由B、E两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看作刚性圆球，并彼此“相切”。如图所示为B、E形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：

晶胞中距离一个B^＋最近的B^＋有________个。

若晶体密度为ρg·cm^－3，阿伏加德罗常的值用N_A表示，则E^－的离子半径为________cm(用含N_A与ρ的式子表达)。

Answer 1

解析　A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大，由“A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等”推出A为O，由“B是短周期中原子半径最大的元素”推出B为Na，由“C元素3p能级半充满”推出C为P，由“F是第四周期未成对电子最多的元素”推出F为Cr，由“E是所在周期电负性最大的元素”及原子序数大小关系推出E为Cl，则D为S。(2)含四个原子的A的氢化物为H₂O₂，其氧原子的杂化轨道类型为sp³。(3)CE₃和CE₅为PCl₃和PCl₅，PCl₃是极性分子，空间构型为三角锥形，PCl₅为非极性分子。(4)同周期主族元素第一电离能从左到右有增大的趋势，但第ⅤA族反常，第一电离能由大到小的顺序是Cl>P>S>Na。四种元素最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、H₃PO₄、H₂SO₄、HClO₄，NaOH是碱，H₃PO₄是中强酸，H₂SO₄、HClO₄都是强酸，物质的量浓度相同时，pH由大到小顺序为NaOH>H₃PO₄>HClO₄>H₂SO₄。(5)与Na^＋最近的Na^＋共有12个。设正方形(晶胞剖面图)的边长为a cm、Cl^－的半径为r cm，ρa³＝×58.5，得a＝，r＝a＝。

答案　(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或3d⁵4s¹

(2)sp³

(3)三角锥形

(4)Cl>P>S>Na　NaOH>H₃PO₄>HClO₄>H₂SO₄

(5)12