Question

已知：A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等；B是短周期中原子半径最大的元素；C元素3p能级半充满；E是所在周期电负性最大的元素；F是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关的问题：

（1）写出F元素的电子排布式_______。

（2）已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子，则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为______。

（3）已知C、E两种元素形成的化合物通常有CE₃、CE₅两种。这两种化合物中一种为非极性分子，一种为极性分子，属于极性分子的化合物的分子空间构型是______。

（4）B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是______ (写元素符号）。四种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液，物质的量浓度相同时，pH由大到小的顺序是______(写化学式）。

（5）由B、E两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都有球型对称结构，它们都可以看作刚性圆球，并彼此“相切”。如下图所示为B、E形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：

晶胞中距离一个Na⁺最近的Na⁺有____________个。若晶体密度为ρ g·cm^-3，阿伏加德罗常的值用N_A表示，则Cl^－的离子半径_____cm(用含N_A与ρ式子表达)。

Answer

（1）[Ar]3d54s1

（2）sp3

（3）三角锥形

（4）Cl＞ P＞ S＞Na     NaOH ＞ H3PO4 ＞HClO4＞H2SO4

（5）12   

【解析】

试题解析：A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等，则基态A原子的核外电子排布为1s22s22p4，A为O；B是短周期中原子半径最大的元素，则B为Na；C元素3p能级半充满，则基态C原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p3，C为P；F在第四周期，且F的原子序数大于E，E又是所在周期电负性最大的元素，则E在第三周期，E为Cl；D的原子序数大于C且小于E，则D为S；F是第四周期未成对电子最多的元素，则基态F原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，则F为Cr。

（1）基态F原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，或[Ar]3d54s1。

（2）A的一种氢化物含有4个原子，该氢化物为H2O2， O最外层共有4对电子，在空间有4个伸展方向，故轨道杂化类型为sp3。

（3）P、Cl形成PCl3、PCl5两种化合物，其中PCl3是极性分子，中心原子P的最外层5个电子，有3个分别与3个Cl形成共用电子对，还剩余一个孤电子对，因此P的杂化方式为sp3，而PCl3的分子构型与NH3相似，是三角锥型。

（4）同一周期元素，第一电离能自左向右有增大的趋势，但因P的3p轨道处于半充满状态，比较稳定，因此第一电离能P＞S。相同浓度的四种溶液，硫酸是二元强酸，溶液中c(H+)最大，故pH最小，H3PO4是中强酸，不能完全电离出H+，酸性比HClO4弱，因此pH大于HClO4。

（5）在NaCl晶胞中，距离一个Na+最近的Na+有12个，分别在x、y、z三个方向平面的四个顶点。

每个NaCl晶胞中含有4个NaCl，设晶胞的棱长为a cm，则有，a=。Cl-的半径大于Na+的半径，根据晶胞截面图，可知晶胞截面的对角线长为Cl-半径的4倍，面对角线长为，故Cl-的半径为。

考点：考查原子核外电子排布，第一电离能，原子轨道杂化，分子构型，晶胞的计算等。