Question

A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题：

（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为______________。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC的空间构型为_________________(用文字描述)。

（3）1 mol AB^－中含有的π键数目为________。

（4）如下图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比是________。

（5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XY_n，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNi_n晶胞体积为9.0×10^－23  cm³，储氢后形成LaNi_nH_4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNi_n中n＝________(填数值)；氢在合金中的密度为________。

Answer

（1）C＜O＜N 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

（2）SP2 平面三角形（3）2NA（4）1：5（5）5 0.083 g·cm－3

【解析】

试题分析：A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，则A为C原子； C是地壳中含量最多的元素，则C是O元素；B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构且核电荷数介于A与C之间，因此B为N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，则D为Cu元素。

（1）同一周期，从左往右，随着核电荷数的增大，第一电离能不断增大，但ⅡA族、ⅤA族的第一电离能大于其相邻元素，因此C、N、O第一电离能由小到大的顺序是＜O＜N；D原子为29号Cu原子，因此基态D原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；（2）A的最高价氧化物对应的水化物是H2CO3，该分子的中心原子C原子的价层电子对个数是3，且不含有孤对电子，因此采取的是SP2杂化；BC为NO3-,空间构型为平面三角形；（3）由于CN-与N2互为等电子体，1mol N2中含有2molπ键,则1mol CN-中含有的π键数目为2NA；（4）根据合金的晶胞结构示意图，该晶胞中Ca原子个数为：，Cu原子个数为：，则Ca和Cu原子的个数比为1：5；（5）Ca、Cu合金化学式为CaCu5,由于镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，所以该镧镍合金中的n=5；氢在合金中的密度为：

。

考点：元素电离能；原子轨道杂化方式与类型的判断；原子核外电子的排布以及晶胞的计算。