Question

已知A、B、C、D、E 为原子序数依次增大的前四周期元素。已知前四种元素的基态原子p能级都有2个单电子，E 的原子序数等于A、B、C三种元素原子序数之和。

试回答下列问题:

(1)基态E原子外围电子排布图为_________；其中M 能层有_____种能量不同的电子。

(2)从原子结构角度解释B 电负性大于D的原因是:_______________。

(3) 含A元素的化合物中，A 的原子间常有π键，但是含C元素的化合物中，C的原子间只能存在σ键，其主要原因是___________________。

(4)H₂D₂B₈是一种具有强氧化性的二元酸(其中分子结构中有2个B原子显-1价),则H₂D₂B₈的结构式为___________，分子中采取sp³杂化的B原子有______个。

(5)E 晶胞内粒子的堆积模型如图所示。

已知:E 晶胞的密度为ρg/cm³，N_A代表阿伏加德罗常数值，E 的相对原子质量为M。

①E 粒子的配位数为_______。

②E 粒子半径为_______pm。

③E 晶胞中粒子的空间利用率φ=_____(用含π 的式子表示)。

Answer

3 O和S 价电子数相同，随着电子层数的增多，S 的原子半径大于O，导致原子核对外层电子的吸引力减弱 硅原子半径大于碳，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小，形成π 键不稳定 (也可写成) 4 12

【解析】已知A、B、C、D、E 为原子序数依次增大的前四周期元素，前四种元素的基态原子p能级都有2个单电子，则A为C元素、B为O元素、C为Si元素、D为S元素，E 的原子序数等于A、B、C三种元素原子序数之和，则E的原子序数为（6+8+14）=28，E为Ni元素。

(1). E是Ni元素，原子序数是28，基态原子外围电子排布式为：3d84s2，则基态原子外围电子排布图为：，Ni原子的M能层有3s、3p、3d三种能级，则有3种能量不同的电子，故答案为：；3；

(2). O和S元素处于同一主族，随电子层数的增多，S的原子半径大于O，导致原子核对外层电子的吸引力减弱，所以O元素的电负性大于S，故答案为：O和S价电子数相同，随着电子层数的增多，S的原子半径大于O，导致原子核对外层电子的吸引力减弱；

(3). 含碳元素的化合物中，碳的原子之间可以形成碳碳双键、碳碳三键，碳碳双键和碳碳三键中都含有π键，因硅原子半径大于碳原子，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小于碳原子，形成的π键不稳定，所以含硅元素的化合物中，硅原子间只能存在σ键，故答案为：硅原子半径大于碳，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小，形成π键不稳定；

(4). H2S2O8是一种具有强氧化性的二元酸，其分子结构中有2个O原子显－1价，说明该分子结构中含有过氧键：－O－O－，结合化合价代数和为0，可知硫原子显+6价，H2S2O8是一种二元酸，说明该分子结构中含有2个羟基，则H2S2O8的结构式为：(也可写成)，由结构式可知，过氧键中的两个氧原子和羟基中的两个氧原子采取sp3杂化，所以采取sp3杂化的O原子有4个，故答案为：(也可写成)；4；

(5). ①. 由Ni晶胞内粒子的堆积模型图可知，Ni粒子的配位数为3×8÷2=12，故答案为：12；

②. Ni晶胞是面心立方晶胞，面对角线上三个Ni粒子相切，设Ni的半径为r cm，晶胞参数为a cm，根据勾股定理可得：(4r)2=2a2，r =a cm，由均摊法可知，1个Ni晶胞中含4个Ni粒子，则晶胞密度=，a=，r = cm=pm，故答案为：；

③. 晶胞中Ni粒子的数目为4个，设Ni的半径为r cm，晶胞参数为a cm，由上述计算可知，Ni粒子半径为：r =a cm，则Ni粒子在晶胞中的空间利用率为：=，故答案为：。