Question

6．我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大．元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如表：

元素	元素性质或原子结构
A	周期表中原子半径最小的元素
B	原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
C	最外层P轨道半充满
D	位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
E	位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同

请回答下列问题：（用A、B、C、D、E，所对应的元素符号作答）
（1）D位于周期表中p区，E的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）B、C、D第一电离能由大到小为N＞O＞C
（3）A和C形成的常见分子中，中心原子的杂化方式为sp³
（4）1molABC分子中含有σ键数目为2N_A
（5）与化合物BD互为等电子体的阴离子化学式为CN^-；
（6）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是N₂H₄分子之间存在氢键．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大；周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d¹⁰4s¹，则E为Cu，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大；周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d¹⁰4s¹，则E为Cu，
（1）D为O元素，有两个电子层，最外层有6个电子，所以是第二周期，第ⅥA族元素所以在p区，E为Cu元素，Cu的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：p；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素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，故第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；
（3）A和C形成的常见分子氨气，中心原子氮形成3个σ键和1对孤电子对，该分子中碳原子的杂化方式为sp³，故答案为：sp³；
（4）1molABC分子是HCN，其结构式为：H-C≡N，叁键中只含有1个σ键，所以σ键数目为2N_A，故答案为：2N_A；
（5）原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与化合物CO互为等电子体的阴离子化学式为 CN^-等，故答案为：CN^-；
（6）C₂H₆、N₂H₄分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是：N₂H₄分子之间存在氢键，故答案为：N₂H₄分子之间存在氢键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电离能、核外电子排布、化学键、杂化轨道、氢键等，注意理解掌握同周期第一电离能异常原因，难度中等．