Question

A～G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素．A与其他元素既不同周期又不同族；B、C的价电子层中未成对电子数都是2；E核外的s、p能级的电子总数相等；F与E同周期且第一电离能比E小；G的+1价离子（G⁺）的各层电子全充满．回答下列问题：
（1）写出元素名称：B

 

，G

 

．
（2）写出F的价电子排布图：

 

．
（3）写出化合物BC的结构式：

 

．
（4）由A、C、F三元素形成的离子[F（CA）₄]^-是F在水溶液中的一种存在形式，其中F的杂化类型是

 

．
（5）在测定A、D形成的化合物的相对分子质量时，实验测定值一般高于理论值的主要原因是

 

．
（6）E的一种晶体结构如图甲，则其一个晶胞中含有个

 

E；G与D形成的化合物的晶胞结构如图乙，若晶体密度为a g/cm³，则G与D最近的距离为

 

pm（阿伏加德罗常数用N_A表示，列出计算表达式，不用化简；乙中○为G，●为D）

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

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：A～G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素．E核外的s、p能级的电子总数相等，核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的价电子层中未成对电子数都是2，结合原子序数可知，B原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故B为碳元素、C为氧元素、E为Mg元素；F与E同周期且第一电离能比E小，且F的原子序数较大，故F为Al；A与其他元素既不同周期又不同族，原子序数最小，故A为氢元素，结合原子序数可知D为F元素；G的+1价离子（G⁺）的各层电子全充满，原子序数最大，只能处于第四周期，G⁺离子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序数为29，故G为Cu，据此解答．

解答： 解：A～G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素．E核外的s、p能级的电子总数相等，核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；B、C的价电子层中未成对电子数都是2，结合原子序数可知，B原子核外电子排布为1s²2s²2p²，C核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故B为碳元素、C为氧元素、E为Mg元素；F与E同周期且第一电离能比E小，且F的原子序数较大，故F为Al；A与其他元素既不同周期又不同族，原子序数最小，故A为氢元素，结合原子序数可知D为F元素；G的+1价离子（G⁺）的各层电子全充满，原子序数最大，只能处于第四周期，G⁺离子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，G的原子序数为29，故G为Cu，
（1）由上述分析可知，B为碳，G为铜，故答案为：碳；铜；
（2）F为Al，价电子排布式为3s²3p¹，其价电子排布图为：，故答案为：；
（3）化合物BC为CO，与氮气等电子体，结构相似，CO的结构式为C≡O，故答案为：C≡O；
（4）由H、O、Al三元素形成的离子[Al（OH）₄]^-中Al原子价层电子对数=4+

3+1-1×4

2

=4，采取sp³杂化，故答案为：sp³；
（5）A、D形成的化合物为HF，HF分子之间存在氢键，形成缔合分子（HF）_n，故实验测定的相对分子质量一般高于理论值，故答案为：HF分子间通过氢键形成缔合分子；
（6）E的一种晶体结构如图甲，晶胞为平行六面体，晶胞内部含有1个E原子，其余位于顶角上，故晶胞中含有个E原子数目=1+8×

1

8

=2；
Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图乙，晶胞中Cu原子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，F原子数目=4，故为CuF，晶胞质量=4×

83

NA

g，晶胞体积=

4× 83 NA

a g?cm-3

=

4×83

aNA

cm³，故晶胞棱长=

3	4×83 aNA

cm，晶胞中D（F）原子与周围的4个G（Cu）原子形成正四面体结构，D原子位于正四面体的中心，则正四面体中棱长=

2

2

×

3	4×83 aNA

cm，如图所示正四面体：，其中A、B、C、D为Cu原子位置，F为F原子位置，令棱长为r，则BE长=

3

2

r，故BO长=

3

2

r×

2

3

=

3

3

r，可知OA长=

r2-( 3 3 r)2

=

6

3

r，由于F到4个面的距离相等，4个面的面积相等，根据正四面体体积可知，OF长=

1

4

×OA长，故AF=

3

4

×OA长，则G与D最近的距离=

6

3

×

2

2

×

3	4×83 aNA

cm×

3

4

=

3

4

×

3	4×83 aNA

cm=

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰pm，
故答案为：2；

3

4

×

3	4×83 aNA

×10¹⁰．

点评：本题是对物质结构与性质的考查，推断元素是解题关键，（6）中计算为易错点、难点，需要学生具有一定的数学计算能力，难度较大．