Question

【選修3：物質結構與性質】
有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）．A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子；E原子核外有成單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數(shù)為2．則：
（1）寫出基態(tài)E原子的價電子排布式

 

．
（2）A的單質分子中π鍵的個數(shù)為

 

．
（3）A、B、C三種元素第一電離能由大到小的順序為

 

 （用元素符號表示）
（4）B元素的氫化物的沸點是同族元素中最高的，原因是

 

．
（5）A的最簡單氫化物分子的空間構型為

 

，其中A原子的雜化類型是

 

．
（6）C和D形成的化合物的晶胞結構如圖，已知晶體的密度為ρg?cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求晶胞邊長a=

 

cm．（用ρ、NA的計算式表示）

Answer 1

分析：有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價電子數(shù)為2，則D是Ca元素，據(jù)此解答．

解答：解：有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價電子數(shù)為2，則D是Ca元素，
（1）E是銅元素，根據(jù)構造原理知，其基態(tài)原子的價電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，故基態(tài)Cu原子的價電子排布式為：3d¹⁰4s¹，故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）氮氣的結構式為：N≡N，所以氮氣分子中含有一個σ鍵兩個π鍵，故答案為：2；
（3）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于同周期相鄰元素，素第一電離能由大到小的順序為F＞N＞O，
故答案為：F＞N＞O；
（4）水分子間能存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強，H₂O的沸點是同族元素中最高的，
故答案為：水分子間之間存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強；
（5）N元素的簡單氫化物是氨氣，NH₃分子中氮原子價層電子對=3+

5-1×3

2

=4，且含有一個孤電子對，所以分子空間構型是三角錐形，N原子采取sp³雜化，
故答案為：三角錐形；sp³；
（6）F和Ca形成的化合物為CaF₂，由晶胞結構可知，晶胞中白色球數(shù)目=8、黑色球數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，白色球為F、黑色球為Ca，則晶胞質量=4×

78g

NA

=

312

NA

g，晶胞的體積=

312 NA g

ρ g?cm-3

=

312

ρ?NA

cm³，故晶胞邊長a=

3	312 ρ?NA

cm，
故答案為：

3	312 ρ?NA

．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、分子空間構型、化學鍵、雜化方式、電離能、晶胞計算等，都是考試熱點，注意第一電離能的變化趨勢及異�，F(xiàn)象，為易錯點．