問題詳情:
A—I為原子序數遞增的前4週期的元素,已知A原子的最外層電子是次外層電子數的2倍,D為週期表中電負*最大的元素,F與C位於同一主族,E與G在週期表的位置是上下相連,兩元素所在主族中所有元素都是金屬,H為應用最廣泛的金屬;I處於週期表中的第二副族。請回答下列問題:(以下問題中的所有原子都必須在上述元素中尋找)
(1)B單質分子中σ與π鍵數目比為 B、C、D第一電離能由小到大的順序為 (填寫元素符號)
(2)H元素原子的價層電子排布式為 ,H3+離子可以與上述元素中的三種形成的某*離子生成血紅*絡合物;該*離子又與A—I元素中的某些原子形成的分子互為等電子體,這種分子的化學式為 (寫一種即可),該*離子空間構型為 。
(3)D與G可以形成右圖的晶胞,則黑點表示的是 元素(填寫元素符號),該元素原子在該晶胞中的配位數為
(4)若將上述晶胞圓圈對應的原子所在上下兩層平面原子,按兩條相互垂直的對角線上各去掉該原子2個(共去掉4個),並將小點和圓圈對應的元素更改為另外兩種元素,則這個晶胞化學式為 ,若再將留下的所有原子換成另外一種新元素的原子,則成為另外一種晶胞,該晶胞中成鍵原子鍵角為 。
(5)已知,F單質晶體的原子堆積為ABAB型,那麼,該晶體的空間利用率為 如果F單質的摩爾質量為M,晶胞稜長為a,晶胞高度為c則,該晶體密度表達式為 。(阿伏加德羅常數用NA表示,不化簡)如果F的原子半徑為R,用R表示的晶胞高度為 。
【回答】
【知識點】核外電子排布、電離能、晶胞結構 E1 E4 E5
【*解析】(1)1:2(1分) ONF(1分)
(2)3d64s2 (1分) CO2(CS2 N2O)等合理*都可以(1分)直線形(1分)
(3)Ca (1分) 8 (1分) (4)ZnS (2分) 109o28′(1分)
(5)74% (1分); (2分) (2分)
解析:A-I為原子序數遞增的前4週期的元素,已知A原子的最外層電子是次外層電子數的2倍,則A原子只能有2個電子層,最外層電子數為4,則A為碳元素;D為週期表中電負*最大的元素,則D為*元素;H為應用最廣泛的金屬,則H為Fe;I處於週期表中的第二副族,則I為Zn.E與G在週期表的位置是上下相連,兩元素所在主族中所有元素都是金屬,結合原子序數可知,處於ⅡA族,E為Mg、G為Ca;結合原子序數可知,B為N元素、C為O元素;F與C位於同一主族,F的原子序數小於Ca,則F為S元素, (1)B單質為N2,分子中形成N≡N三鍵,含有1個σ鍵、2個π鍵,σ與π鍵數目比為1:2;同週期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢,但N元素2p能級為半滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高於氧元素,故N、O、F第一電離能由小到大的順序為O<N<F; (2)H為Fe元素,原子的價層電子排布式為3d64s2,Fe3+離子可以與上述元素中的三種形成的某*離子生成血紅*絡合物,該*離子為SCN-,又與A-I元素中的某些原子形成的分子互為等電子體,等電子體含有相同的原子數目與價電子總數,該分子為CO2等,價電子總數相同的等電子體空間結構相似,故SCN-與CO2的空間結構相似為直線型; (3)F與Ca可以形成CaF2,其晶胞中黑*球數=4 白*球數目=8,故黑*球代表Ca元素,由晶胞結構可知,應該F原子周圍有4個Ca原子,即F原子配位數為4,則該Ca原子在該晶胞中的配位數為8,(4)若將上述晶胞圓圈對應的原子所在上下兩層平面原子,按兩條相互垂直的對角線上各去掉該原子2個(共去掉4個),則圓圈數目為4,黑*球數目晶胞中原子數目為1:1,並將小點和圓圈對應的元素更改為另外兩種元素,符合ZnS的立方結構,則這個晶胞化學式為ZnS, 若再將留下的所有原子換成另外一種新元素的原子,則成為另外一種晶胞,由晶胞結構(類似金剛石結構)可知,每個原子周圍連接4個原子,形成正四面體型,該晶胞中成鍵原子鍵角為109°28′,
5)已知,S單質晶體的原子堆積為ABAB型,為六方最密堆積,晶胞如圖:, D、C′、A′、B′彼此原子相鄰,構成正四面體結構,晶胞的高度為該正四面體高的2倍,如果F的原子半徑為R,則DA′長為2R,正四面體的高DM,M為正三角形A′B′C′的中心,則A′M的長為,則DM的長=,
故晶胞的高度=;S(△A′B′C′)=,故底面面積為,晶胞的體積=,晶胞中含有原子數目為1+8×1/8=2
,故原子總體積=2×4/3×πR3,故晶胞空間利用率=; 如果F單質的摩爾質量為M,晶胞的質量=2M/NA,晶胞稜長為a,則S(△A′B′C′)=1/2a×a×sin60°=1/2a2sin60°,故底面面積為a2sin60°,晶胞高度為c,則晶胞體積=ca2sin60°,故晶體密度
【思路點撥】
本題考查物質結構與*質,涉及核外電子排布、電離能、晶胞結構與計算等,題目計算量大,對學生的空間想象與數學計算有較高的要求,(4)(5)為易錯點、難點
知識點:物質結構 元素週期律單元測試
題型:選擇題