Question

元素周期表第四周期共有18种元素。回答下列问题：

(l)第四周期元素的基态原子中，最高能层中的s轨道上只有一个电子的元素有_____；

镍元素基态原子的电子排布式为____；p区元素第一电离能由大到小的前三种元素依次为____；

(2)GaBr₃、GeBr₄、AsBr₃、AsBr₅中，中心原子的轨道杂化类型为sp³的化合物是____；分子的立体构型为平面三角形的化合物是_____；AsBr₅的分子构型为，则AsBr₅是_____（填“极性”或“非极性”）分子。

(3)已知GaF₃的沸点为19.5℃、GaC1₃的沸点为201.3℃、GaBr₃的沸点为292℃，导致沸点如此变化的原因是___________.

(4)Ca、CaO、CaC1₂等含钙物质的焰色均为砖红色，焰色形成的原因是钙元素在一定条件下产生原子_______光谱。CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca^2＋的配位数为____；若CaO的密度为dg/cm³，则CaO的晶胞参数a=__________nm。

Answer

K、Cr、Cu 1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar] 3d84s2） Kr>Br>As GeBr4、AsBr3 GaBr3 非极性 GaF3、GaCl3、GaBr3均是分子晶体，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，故沸点依次升高 发射 6

【解析】（1）考查核外电子排布规律、电子排布式、第一电离能的规律，第四周期中最高能层的s轨道上只有1个电子，注意电子稳定状态，因此有K、Cr、Cu；Ni位于第四周期VIII族，28号元素，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar] 3d84s2）；同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA、VA>VIA，因此由大到小前三种元素依次为Kr>Br>As；（2）考查杂化类型的判断、空间构型、（非）极性分子的判断，GaBr3中心原子有3个σ键，孤电子对数为(3－3×1)/2=0，因此杂化类型为sp2，GeBr4中心原子有4个σ键，孤电子对数为(4－4×1)/2=0，杂化类型为sp4，AsBr3中心原子为3个σ键，孤电子对数为(5－3×1)/2=1.杂化类型为sp3，AsBr5中心原子是5个σ键，孤电子对数为(5－5×1)/2=0，杂化类型为sp3d，空间构型分别是平面三角形、正四面体、三角锥形、三角双锥，AsBr5是对称结构，因此属于非极性分子；（3）考查晶体熔沸点比较，三种物质沸点较低，属于分子晶体，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，故沸点依次升高 ； （4）考查配位数、晶胞的计算，焰色形成原因是钙元素在一定条件下产生原子的发射光谱，CaO是离子键，距离某离子最近的异性离子的个数，根据晶胞，Ca2＋的配位数为6，Ca2＋位于晶胞的顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，O2－位于晶胞的棱上和体心，个数为12×1/4＋1=4，因此晶胞的质量为4×56/NAg，晶胞的体积为（a×10－7)3，根据密度的定义，d=4×56/[ NA×（a×10－7)3] ，解得a=。

点睛：本题难点是问题（4），首先根据晶胞的结构判断出化学式和微粒的个数，根据n=N/NA，计算出此物质的物质的量，然后根据m=nM，计算出晶胞的质量，根据晶胞的边长，可以求出晶胞的体积，依据晶胞的密度，最后求出边长。