Question

A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下：(N_A为阿伏加德罗常数的值)，请用化学用语回答下列问题：

元素	相关信息
A	基态原子的价电子排布式为nS^nnP^n
B	元素原子的核外p电子数比s电子数少1个
C	最外层电子数是电子层数的3倍
D	简单离子是第三周期元素中离子半径最小的
E	价电子层中的未成对电子数为4

(1)写出D元素在周期表的位置______，基态E²⁺价电子的排布图为_______，B元素能量最高的电子其轨道呈_______形。

(2)A与C形成的最高价化合物，中心原子轨道杂化类型为___________。

(3)A、B、C三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________，B、C、D简单离子的半径由大到小的顺序为_________。

(4)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式________。

(5)E可用做某些反应的催化剂，CO易导致E失去催化活性：E＋5CO = E(CO)₅，E(CO)₅熔点为-20℃，沸点为103℃，易溶于乙醚，其晶体类型为___________。

(6)已知沸点:B₂H₄>A₂H₆ ，主要原因为____________________。

(7)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为a cm，该晶体的密度为________ g·cm^-3(用含a和N_A的式子表示)。

Answer

第三周期，ⅢA族 哑铃型 sp N＞O＞C r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+) 分子晶体 前者可形成分子间氢键，后者只有范德华力 Fe4N

【解析】

A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，由A的基态原子的价电子排布式nsnnpn可知，n=2，则A为C元素；C的最外层电子数是电子层数的3倍，则C为O元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个，并结合原子序数依次增大可知，B为N元素；D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的元素，则D为Al元素；E的价电子层中的未成对电子数为4，则E为Fe元素，电子排布式为[Ar]3d64s2，据此分析解答。

由上述分析可知，A为C，B为N，C为O，D为Al，E为Fe，

(1)D为Al，Al为13号元素，在周期表的位置为第三周期，ⅢA族；E为Fe，基态E2+价电子的排布图为；B为N，其能量最高的电子其轨道为2p轨道，呈哑铃型；故答案为：第三周期，ⅢA族；；哑铃型；

(2)A为C，C为O，则A与C形成的最高价化合物为CO2，中心原子的价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数=2+=2，则中心原子的轨道杂化类型为sp杂化；故答案为：sp；

(3)A为C，B为N，C为O，三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；D为Al，B、C、D的简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，则它们的半径由大到小的顺序为r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+)；故答案为：N＞O＞C；r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+)；

(4)C为O，O的核外有18个电子的氢化物为H2O2，其电子式为；故答案为：；

(5)E为Fe，Fe(CO)5的熔点、沸点较低，则其属于分子晶体；故答案为：分子晶体；

(6)A为C，B为N，沸点:N2H4>C2H6，由于N2H4可形成分子间氢键，而C2H6不能形成分子间氢键，只有范德华力，因此沸点较低；故答案为：前者可形成分子间氢键，后者只有范德华力；

(7)一个晶胞中Fe原子的个数为个，N原子的个数为1个，则氮化铁的化学式为Fe4N；一个晶胞的质量为，则该晶体的密度为；故答案为：Fe4N；。