Question

A、B、C、D、E、F六種元素位于周期表前四周期且原子序數(shù)依次增大．①A元素的一種核素中子數(shù)是質(zhì)子數(shù)的2倍；②基態(tài)B原子核外有兩個(gè)未成對(duì)電子；③大氣中C的游離態(tài)含量最高；④D原子基態(tài)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共8種；⑤E、F原子序數(shù)相差3，基態(tài)E原子中有4個(gè)未成對(duì)屯子且全在同一能級(jí)內(nèi)．
回答下列問(wèn)題：
（1）陽(yáng)離子E²⁺的M層電子排布式

 

，A、B、D三種原子半徑由大到小的排列次序

 

．（用實(shí)際的元素符號(hào)）
（2）B、C與A可形成多種分子：BA₄、B₂A₄、B₆H₆、CA₃、C₂A₄等．
①下列有關(guān)C₂A₄分子的分析說(shuō)法正確的是

 

．
a．所有原子肯定在同一平面上    b．含有4個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵
c．其中c原子為sp³雜化         d．可以做配體與金屬離子形成配位鍵
e．易溶于水且沸點(diǎn)高于B₂A₄      f．因其強(qiáng)氧化性用于火箭燃料
②甲：從結(jié)構(gòu)的角度簡(jiǎn)要分析：BA₄、CA₃分子中共價(jià)鍵的鍵角：

 

．
乙：最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性C

 

B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣，欲比較ED與NaCl的晶格能大小，還需考慮的數(shù)據(jù)是

 

．
（4）B的一種單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)如圖甲，E單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙．則晶體中B原子和E原子的配位數(shù)之比為

 

．
（5）據(jù)最新資料顯示，F(xiàn)單質(zhì)的晶胞可能有多種，若其晶胞分別以六方最密堆積和面心立方堆枳存在時(shí)，其單質(zhì)的密度之比為

 

，理由為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計(jì)算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E、F六種元素位于周期表前四周期且原子序數(shù)依次增大．由③大氣中C的游離態(tài)含量最高，則C為N元素；根據(jù)④D原子基態(tài)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共8種，則D為O元素；再根據(jù)②基態(tài)B原子核外有兩個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于N，故B原子核外電子數(shù)排布為1s²2s²2p²，則B為碳元素；由①A元素的一種核素中子數(shù)是質(zhì)子數(shù)的2倍，且A的原子序數(shù)小于碳，可推知A為H元素；由⑤基態(tài)E原子中有4個(gè)未成對(duì)電子且全在同一能級(jí)內(nèi)，則E核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故E為Fe，E、F原子序數(shù)相差3，則F為Cu，以此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六種元素位于周期表前四周期且原子序數(shù)依次增大．由③大氣中C的游離態(tài)含量最高，則C為N元素；根據(jù)④D原子基態(tài)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共8種，則D為O元素；再根據(jù)②基態(tài)B原子核外有兩個(gè)未成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于N，故B原子核外電子數(shù)排布為1s²2s²2p²，則B為碳元素；由①A元素的一種核素中子數(shù)是質(zhì)子數(shù)的2倍，且A的原子序數(shù)小于碳，可推知A為H元素；由⑤基態(tài)E原子中有4個(gè)未成對(duì)電子且全在同一能級(jí)內(nèi)，則E核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故E為Fe，E、F原子序數(shù)相差3，則F為Cu，
（1）陽(yáng)離子Fe²⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁶，同周期隨原子序數(shù)增大原子半徑減小，H原子半徑在所有元素中最小，故原子半徑為C＞O＞H，
故答案為：3s²3p⁶3d⁶；C＞O＞H；
（2）①a．N₂H₄分子中N原子成3個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，存在三角錐形結(jié)構(gòu)，所有原子不可能在同一平面上，故a錯(cuò)誤；
b．N₂H₄分子結(jié)構(gòu)式為，含有5個(gè)σ鍵、沒有π鍵，故b錯(cuò)誤；
c．N₂H₄分子中N原子成3個(gè)σ鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，N原子為sp³雜化，故c正確；
d．N₂H₄分子中N原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，可以做配體與金屬離子形成配位鍵，故d正確；
e．N₂H₄分子與水分子之間存在氫鍵，易溶于水，N₂H₄分子之間也存在氫鍵，沸點(diǎn)高于C₂H₄，故e正確；
f．N₂H₄用于火箭燃料，反應(yīng)中N₂H₄表現(xiàn)還原性，不是氧化劑，故f錯(cuò)誤，
故答案為：cde；
②CH₄、NH₃中心原子都為sp³雜化，但NH₃分子中N原子含有孤對(duì)電子，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥大于成鍵電子對(duì)之間的排斥，故NH₃分子中鍵角小于CH₄分子中鍵角；
非金屬性C（N元素）＞B（C元素），故最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性C＞B，
故答案為：CH₄、NH₃中心原子都為sp³雜化，但NH₃分子中N原子含有孤對(duì)電子，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥大于成鍵電子對(duì)之間的排斥，故NH₃分子中鍵角小于CH₄分子中鍵角；＞；
（3）Fe元素與O元素形成的FeO晶體與NaCl晶體一樣，晶格能與離子電荷及離子半徑有關(guān)，陰陽(yáng)離子電荷容易確定，但離子半徑無(wú)法確定，欲比較FeO與NaCl的晶格能大小，還需考慮的數(shù)據(jù)是離子半徑大小，
故答案為：離子半徑大��；
（4）B的一種單質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)如圖甲，晶胞中B原子的配位數(shù)為4，E單質(zhì)的一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙，晶胞中E原子配位數(shù)為8，則晶體中B原子和E原子的配位數(shù)之比=4：8=1：2，
故答案為：1：2；
（5）據(jù)最新資料顯示，F(xiàn)單質(zhì)的晶胞可能有多種，若其晶胞分別以六方最密堆積和面心立方堆枳存在時(shí)，由于兩種晶體的原子空間利用率相同，對(duì)同一原子構(gòu)成的物質(zhì)而言，其密度相等，即其單質(zhì)的密度之比為1：1，
故答案為：1：1；由于兩種晶體的原子空間利用率相同，對(duì)同一原子構(gòu)成的物質(zhì)而言，其密度相等．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、半徑比較、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶格能、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)互斥理論判斷鍵角大小，難度中等．