Question

Ⅰ．选修3——物质结构与性质

已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素。其中A的核外电子总数与其周期数相等，B原子核外有三个能级，每个能级上的电子数相同。D、E为同主族元素，且E的原子序数是D的2倍。F元素在地壳中含量位于金属元素的第二位。回答下列问题：

（1）元素F基态原子价层电子排布式为____________。

（2）B、C、D第一电离能由小到大的顺序为______________。(用元素符号表示)

（3）A与其它元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的电子式为            ；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的18电子化合物有              (写出其中两种的化学式)。

（4）BE₂分子中，按原子轨道的重叠方式的不同存在的共价键类型有             ；B原子的杂化轨道类型为              ；写出两种与BE₂互为等电子体的分子或离子               。

（5）F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，即面心立方堆积和体心立方堆积，其晶胞的棱边长分别为a cm、b cm，则F单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为______________，F原子配位数之比为______________。

Answer

Ⅰ、（1）3d64s2；（2）C、O、N

（3） H2O2、N2H4、C2H6

（4）σ键、π键 sp CO2、N2O、SCN－(或COS等)

（5）2b3：a3 ；3：2

【解析】

试题分析：已知A、B、C、D、E、F为周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的核外电子总数与其周期数相等，则A为H元素，B原子核外有三个能级，每个能级上的电子数相同，则B为C元素，D、E为同主族元素，且E的原子序数是D的2倍，则D为O元素，E为S元素，C为N元素，F元素在地壳中含量位于金属元素的第二位，则F为Fe元素，据此回答。

（1）由上述推断可知F为Fe元素，根据核外电子排布规律可写出Fe元素价层电子排布式为3d64s2；；

（2）根据上述推断，B、C、D分别是C、N、O，同一周期，从左到右第一电离能逐渐增大，而N原子的 最外层p轨道上有3个电子，处于半充满状态，比较稳定，第一电离能比相邻元素的第一电离能大，所以C、N、O第一电离能由小到大的顺序为C、O、N。

（3）A为H元素，H与其它元素形成二元共价化合物中，呈三角锥形的分子是NH3，该分子的电子式为；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。

（4）根据上述推断，BE2为CS2，结构式为S=C=S，所以共价键类型有σ键、π键；CS2中C原子形成2个σ键,没有孤对电子，所以C原子采取sp杂化；CS2是三原子分子，价电子数为16，与CO2、N2O、SCN－、COS等互为等电子体。

（5）F是铁，铁的面心立方晶胞边长为acm，体积V=a3，含有Fe原子数目为8×1/8+6×1/2=4，则a3ρ（面心）=4×56/NA，体心立方晶胞边长为bcm，体积V=b3，含有Fe原子数目为8×1/8+1=2，则b3ρ（体心）=2×56/NA，所以ρ（面心）：ρ（体心）=2b3：a3；面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，所以Fe原子配位数之比为12：8=3：2。

考点：考查元素的推断，价层电子排布，第一电离能，等电子体，晶胞的计算等知识。