Question

如表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表一种化学元素

试回答下列问题：
（1）请写出元素O的基态原子电子排布式：

 

．
（2）d的氢化物的分子构型为

 

；中心原子的杂化形式为

 

；k在空气中燃烧产物的分子构型为

 

；中心原子的杂化形式为

 

；该分子是

 

（填“极性”或“非极性”）分子．
（3）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图所示，其中序号“8”代表

 

（填元素符
号）；其中电负性最大的是

 

（填图中的序号）．

（4）由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同．两者相比熔点更高的是

 

（填化学式），试从结构角度加以解释：

 

．
（5）i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示．

若已知i的原子半径为d，N_A代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，请回答：
①晶胞中i原子的配位数为

 

，一个晶胞中i原子的数目为

 

；
②该晶体的密度为

 

  （用字母表示）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期律和元素周期表的综合应用,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）元素O为Fe，原子序数为26，以此书写电子排布式；
（2）d为N，其氢化氢为NH₃，N原子有1对孤对电子，成键数为3；k为S元素，在空气中燃烧生成SO₂，S有1对孤对电子，存在S=O键，S原子采取sp²杂化；
（3）第三周期8种元素，只有Si单质为原子晶体，熔点最大，分子晶体的熔点低，有磷、硫、氯气、氩气几种物质，但Cl的电负性最大；
（4）j为Si，c为C，由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同，均为原子晶体，但Si-C键键长＜Si-Si键长；
（5））①该类型为面心立方最密堆积；配位数=3×

1

2

×8=12；
②根据ρ=

m

V

计算．

解答： 解：（1）元素O为Fe，原子序数为26，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）d为N，其氢化氢为NH₃，N原子有1对孤对电子，成键数为3，N原子为sp³杂化，为三角锥形；k为S元素，在空气中燃烧生成SO₂，S有1对孤对电子，存在S=O键，S原子采取sp²杂化，为角型（或V字型），正负电荷中心不重合，为极性分子，故答案为：三角锥形；sp³；角型（或V字型）；sp²；极性；
（3）第三周期8种元素，只有Si单质为原子晶体，熔点最大，与图中8对应；分子晶体的熔点低，有磷、硫、氯气、氩气几种物质，但Cl的电负性最大，与图中2对应，
故答案为：Si；2；
（4）j为Si，c为C，由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同，均为原子晶体，但Si-C键键长＜Si-Si键长，则Si-C键能大，SiC的熔点高，故答案为：SiC；因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体，由于C的原子半径小，SiC中C-Si键键长比晶体Si中Si-Si键长短，键能大，因而熔沸点高；
（5）①根据图片知，Al单质为面心立方最密堆积，Al原子配位数配位数=3×

1

2

×8=12，由图2可知占据顶点和面心，则个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案为：12；4；
②Al原子半径为d，则晶胞边长=2

2

d，晶胞体积V=(2

2

d)3，每个晶胞中Al原子个数为4，则密度为ρ，

M

NA

=

ρ(2 2 d)3

4

，解得ρ=

M

4 2 d3NA

，故答案为：

M

4 2 d3NA

．

点评：本题考查元素周期表的结构、核外电子排布规律、晶体结构与性质、电负性等，题目难度不大，整体把握元素周期表的结构，注意同周期中原子晶体的熔点最高，题目综合性较强．