Question

5．在周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子．
（1）写出基态E原子的价电子排布式3d⁵4s¹．
（2）B、C、D三种元素第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N（用元素符号表示）．
（3）A与C形成CA₃型分子，分子中C原子的杂化类型为  sp³，分子的立体结构为三角锥形；C的单质与化合物BD是等电子体，根据等电子体原理，写出化合物BD的电子式．
（4）A₂D的沸点在同族元素中最高，其原因是由于水分子间形成氢键，导致沸点升高．A₂D由液态形成晶体时密度 减小（填“增大”、“不变”或“减小”），其主要原因水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小 （用文字叙述）．
（5）已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式为Cu₂O（用元素符号表示）

Answer 1

分析 周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族，A的原子序数是六种元素中的最小的，则A为H元素；B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则D为O元素，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，C原子序数介于B和D之间，所以C为N，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，则E为Cr，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子，则F为Cu，据此答题．

解答 解：周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族，A的原子序数是六种元素中的最小的，则A为H元素；B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则D为O元素，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，C原子序数介于B和D之间，所以C为N，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，则E为Cr，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子，则F为Cu，
（1）E为Cr，基态E原子的价电子为了，价电子排布式为3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（2）B、C、D三种元素第一电同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，氮元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（3）A与C形成CA₃型分子为NH₃，NH₃分子中N原子价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，所以N原子杂化类型为sp³杂化，有一对孤电子对，所以分子的立体结构为三角锥形，N₂的单质与化合物CO是等电子体，根据等电子体原理，它们的结构相似，所以CO的电子式为，
故答案为：sp³；三角锥形；；
（4）H₂O的沸点在同族元素中最高，其原因是由于水分子间形成氢键，导致沸点升高，H₂O由液态形成晶体时密度减小，是因为水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小，
故答案为：由于水分子间形成氢键，导致沸点升高；减小；水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小；
（5）根据均摊法可知，在晶胞中含有氧原子数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，铜原子数为4，所以氧原子和铜原子数之比为1：2，所以化学式为Cu₂O，
故答案为：Cu₂O．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、等电子体、杂化方式、晶胞计算等，注意理解均摊法进行晶胞有关计算，理解同周期第一电离能异常情况，难度中等．