Question

2．（1）周期表前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有5种，其中原子序数最大的元素价电子排布是为3d⁶4s²
（2）A元素对应的气态氢化物和其最高价氧化物对应水化物能反应生成盐，B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，C元素属于非金属元素，其原子核外每一个能级中所容纳的电子数相同，D原子核外电子有5种运动状态，E与B属于同主族短周期元素，F的基态原子中4s轨道有1个未成对电子且K、L、M电子层充满电子
①下列有关它们的说法不正确的是ad
a．A、B、C元素所对应的氢化物在各自同主族元素所形成氢化物中沸点最高
b．A、B、C元素的第一电离能大小顺序为：C＜B＜A
c．A、B元素可组合成构型为平面正三角形的离子
d.1molCA中σ键数目为N_A
e．AD形成的化合物是新型耐高温的超硬材料，结构与金刚石相似，则D原子的杂化方式为sp²杂化
②B、E两种元素形成的氢化物摩尔质量相同，但B的氢化物熔沸点高，原因H₂O₂分子之间存在氢键，硫化氢分子之间无氢键
③FEB₄溶液中通入足量的A的氢化物形成某种配离子，则该配离子的结构简式为
（3）Ti被称为生物金属，由Ca、Ti、O三种元素组成的晶体其晶胞结构如图所示，则每个Ti⁴⁺离子与12个O^2-离子相邻．

Answer 1

分析 （1）周期表前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期序数相同，外围电子排布为1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³、3d⁶4s²；
（2）A元素对应的气态氢化物和其最高价氧化物对应水化物能反应生成盐，则A为N元素；B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；C元素属于非金属元素，其原子核外每一个能级中所容纳的电子数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故C为碳元素；D原子核外电子有5种运动状态，则D为硼元素；E与B属于同主族短周期元素，则E为S元素；F的基态原子中4s轨道有1个未成对电子且K、L、M电子层充满电子，则F为Cu，据此解答；
（3）以顶点Ti⁴⁺离子为研究，与之相邻O^2-离子位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共有．

解答 解：（1）周期表前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期序数相同，外围电子排布为1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³、3d⁶4s²，分别为H、C、O、P、Fe，其中原子序数最大的元素价电子排布是为3d⁶4s²，
故答案为：5；3d⁶4s²；
（2）A元素对应的气态氢化物和其最高价氧化物对应水化物能反应生成盐，则A为N元素；B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；C元素属于非金属元素，其原子核外每一个能级中所容纳的电子数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故C为碳元素；D原子核外电子有5种运动状态，则D为硼元素；E与B属于同主族短周期元素，则E为S元素；F的基态原子中4s轨道有1个未成对电子且K、L、M电子层充满电子，则F为Cu．
①a．A、B、C元素所对应的氢化物分别为NH₃、H₂O、CH₄，氨气分子之间、水分子之间存在氢键，沸点高于同主族元素形成的氢化物，甲烷分子之比不能形成氢键，同主族氢化物中沸点最低，故a错误；
b．同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故元素的第一电离能大小顺序为：C（碳）＜B（氧）＜A（氮），故b正确；
c．N、O元素可组成成NO₃^-，为平面正三角形的离子，故c正确；
d．CO与氮气分子核外等电子体，CO结构式为C≡O，1molCO中σ键数目为2N_A，故d错误；
e．NB形成的化合物是新型耐高温的超硬材料，结构与金刚石相似，属于原子晶体，B原子形成3个B-N键，则B原子的杂化方式为sp²杂化，故e正确，
故选：ad；
②B、E两种元素形成的氢化物摩尔质量相同，分别为H₂O₂、H₂S，H₂O₂分子之间存在氢键，硫化氢分子之间无氢键，故H₂O₂的熔沸点高，
故答案为：H₂O₂分子之间存在氢键，硫化氢分子之间无氢键；
③CuSO₄溶液中通入足量的NH₃形成配离子[Cu（NH₃）₄]²⁺，则该配离子的结构简式为，故答案为：；
（3）以顶点Ti⁴⁺离子为研究，与之相邻O^2-离子位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共有，每个Ti⁴⁺离子周围与之相邻的O^2-离子数目为$\frac{8×3}{2}$=12，故答案为：12．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、氢键、化学键、微粒构型、配合物、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．