Question

在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多，F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其它能层均已充满电子．

（1）写出基态E原子的价电子排布式            ．

（2）B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为（用元素符号表 示）            ；A与C形成CA₃型分子，分子中C原子的杂化类型为           ，分子的立体结构为           ；C的单质与 BD化合物是等电子体，据等电子体的原理，写出BD化合物的电子式               ； A₂D由液态形成晶体时密度              （填增大，不变或减小），分析主要原因（用文字叙述）

（3）已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式为（用元素符号表示）                  ；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度为             g/cm³（用含a、N_A的符号表示）．

Answer

（1）3d54s1；（2）C＜O＜N；sp3；三角锥形；；水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小；（3）Cu2O；．

【解析】在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为碳元素，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则D为氧元素，C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，且C的原子序数小于D，所以C为氮元素，E的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多，其原子外围电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则E为铬元素，F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其它能层均已充满，则F原子外围电子排布为3d104s1，所以F为铜元素，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，所以A为氢元素．

（1）E为铬元素，基态E原子的价电子排布为3d54s1，故答案为：3d54s1；

（2）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：C＜O＜N；

A与C形成NH3分子，分子中N原子形成3个N﹣H、含有1对孤对电子，故N原子杂化类型为sp3，分子的立体结构为三角锥形；

C的单质为N2，化合物CO是等电子体，二者结构相似，CO分子中C原子与O原子之间形成三对共用电子对，故CO的电子式为；

H2O形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小，

（3）根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有氧原子数为1+8×=2，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为Cu2O，晶胞质量为（4×+2×）g，若相邻氧原子和铜原子间的距离为a cm，则晶胞的体对角线为4acm，所以边长为cm，所以体积为（cm）3cm3，该晶体的密度为（4×+2×）g÷（cm）3=g/cm3