Question

A、B、C、D、E、F代表原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是空气中含量最高的元素；B是同周期中原子半径最大的元素；C原子的最外层电子数与核外电子层数相等；D、E元素的基态原子3p能级上都有两个未成对电子；F原子的外围电子排布为(n－1)d¹⁰ns¹。根据以上信息，回答下列问题：

（1）A元素基态原子核外电子的轨道表达式为________________；在同周期元素中第一电离能介于C、E之间的元素是______（用化学式表示）。 

（2）将以下三种物质：①A与硼元素按原子个数比为1∶1形成的空间网状结构化合物，②B的氯化物， ③D的氯化物。按熔点由高到低的顺序排列：______________（用化学式表示）。 

（3）A的最简单氢化物易液化，其原因是_______________，E的次高价含氧酸根离子的VSEPR模型名称是_________，该离子的空间构型为__________。 

（4）F单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

若已知F晶胞参数为a pm，F相对原子质量为M，N_A代表阿伏加德罗常数，请回答：

①晶胞中F原子的配位数为_______；F单质晶体中原子的堆积方式是_________堆积。

②F原子半径r =________ pm，F单质晶体密度计算式为：______________ g·cm^-3。

（5）A与F形成的某种化合物晶胞结构如图丁所示，该晶体的化学式为___________。该化合物能与稀盐酸剧烈反应，生成一种白色沉淀和一种全部由非金属元素组成的离子化合物，该反应的化学方程式为________。

Answer

1s22s22p3 Mg、Si BN>NaCl> SiCl4 分子间存在氢键 正四面体 三角锥形 12 面心立方堆积 a Cu3N Cu3N+4HCl= NH4Cl+3CuCl↓

【解析】

A是空气中含量最高的元素则A为N； D、E元素的基态原子3p能级上都有两个未成对电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，故D为Si、E为S，B是同周期中原子半径最大的元素，则B是Na；C原子的最外层电子数与核外电子层数相等，则C为Al；F原子的外围电子排布为(n-1)d10ns1，则F为29号元素Cu。

(1)A为N元素，基态原子核外电子的轨道表达式为1s22s22p3；C为Al，E为S，P最外层为半充满状态所以第一电离能大于S，Mg的3s轨道为全满状态，所以第一电离能大于Al，所以介于Al和S之间的元素有Mg、Si；

(2)A与硼元素按原子个数比为1∶1形成的空间网状结构化合物为BN；为原子晶体，B的氯化物为NaCl，为离子晶体；D的氯化物为SiCl4，为分子晶体，所以熔点由高到低为：BN>NaCl> SiCl4；

(3)A的最简单氢化物为NH3，分子间存在氢键，溶液液化；E的次高价含氧酸根为SO32-，价层电子对数为4，孤电子对数为1，所以其VSEPR模型为正四面体，空间构型为三角锥形；

(4)①根据图示可知该堆积方式为面心立方堆积，以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻，1个顶点原子为12个面共用，故配位数为12；

②据图可知面对角线上的三个晶胞相切，所以有(4r)2=2a2，解得r=a pm；该晶胞中所含F原子的个数为，所以质量m=g，晶胞体积为V=a3 pm3=a3×10-30cm3，所以密度；

(5)A为N，F为Cu，据图可知一个晶胞中含有Cu原子的个数为=3，含有N原子的个数为=1，所以该晶体的化学式为Cu3N；全部由非金属元素组成的离子化合物应为NH4Cl，氮、氯元素的化合价没有发生变化，生成的沉淀为白色可知不是铜单质，则铜元素化合价不变，白色沉淀为CuCl，所以该反应的化学方程式为：Cu3N+4HCl= NH4Cl+3CuCl↓。