Question

已知A、B、C、D、E五种元素的性质或结构信息如下，请根据信息回答下列问题：
（1）已知短周期元素A、B原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了

 

．
②ACl₂分子中A的杂化类型为

 

，ACl₂空间构型为

 

．
（2）已知C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱．D是周期表中电负性最大的元素．E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物．请根据上述信息，
①写出E元素原子基态时的电子排布式

 

．
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，则负极的电极反应式为

 

．
③D与Ca²⁺可形成离子化合物，其晶胞结构如图2所示．其中Ca²⁺离子的配位数为

 

，若该晶体的密度为ag．cm^-3，则该晶胞的体积是

 

cm³（写出表达式即可）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用

专题：

分析：（1）①由图1电子轨道排布图可知，3s能级未填满就填充3p能级，3s能级能量比3p能级低，每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对，2p能级的轨道内有自旋方向相同的2个电子；
由表中电离能可知，二者第三电离能剧增，故为+2价，都为短周期元素，故A为铍、B为Mg，镁价层电子排布为3s²；
②BeCl₂分子中Be的成2个σ键，杂化轨道数为2，采取sp杂化，没有孤对电子对，为直线型；
（2）C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱，推知C为Al，D是周期表中电负性最大的元素，推知D为F，E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，推知E为Cu．
①E为铜元素，是29号元素，根据构造原理书写电子排布式；
②铝与氢氧化钠溶液反应，故铝为负极，Al放电，在碱性条件下生成偏铝酸根与水；
③根据晶胞结构可知，每个Ca²⁺周围有4个F^-，根据均摊法计算晶胞中Ca²⁺、F^-数目，结合摩尔质量计算晶胞质量，在根据V=

m

ρ

计算晶胞体积．

解答： 解：（1）①由图1电子轨道排布图可知，3s能级未填满就填充3p能级，2p能级的轨道内有自旋方向相同的2个电子，所以违背能量最低原理与泡利原理．由表中电离能可知，二者第三电离能剧增，故为+2价，都为短周期元素，故A为铍、B为Mg，镁价层电子排布为3s²，处于周期表中S区，
故答案为：能量最低原理、泡利原理；S；
②BeCl₂分子中Be的成2个σ键，杂化轨道数为2，采取sp杂化，没有孤对电子对，为直线型，故答案为：SP；直线型；
（2）C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱，推知C为Al，D是周期表中电负性最大的元素，推知D为F，E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，推知E为Cu，
①E为Cu，是29号元素，根据构造原理可知，铜元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
②铝与氢氧化钠溶液反应，故铝为负极，Al放电，在碱性条件下生成偏铝酸根离子与水，电极反应式为Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
③根据晶胞结构可知，每个F^-的配位数为4，则Ca²⁺配位数为8，晶胞中Ca²⁺数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，F^-数目为8，晶胞的质量为4×

78

NA

g，该晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积=

4×78 NA

ag/cm3

=

4×78

aNA

g/m³，
故答案为：8；

4×78

aNA

．

点评：本题以元素的推断为载体，考查了核外电子排布式、晶胞的有关计算等知识点，确定钙离子配位数是难点，结合氟离子配位数与化学式解答，难度中等．