Question

A、B、C、D、E五种元素位于元素周期表中前四周期，原子序数依次增大。A元素的价电子排布为nsⁿnpⁿ⁺¹；B元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；C位于B的下一周期，是本周期最活泼的金属元素；D基态原子的3d原子轨道上的电子数是4s原子轨道上的4倍；E元素原子的4p轨道上有3个未成对电子。

回答下列问题(用元素符号表示或按要求作答)。

(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为__________，三者电负性由大到小的顺序为__________；

(2)A和E的简单气态氢化物沸点高的是__________，其原因是__________；

(3)E基态原子的价电子轨道表示式为__________

(4)B和E形成分子的结构如图甲所示，该分子的化学式为__________，E原子的杂化类型为__________；

(5)B和C能形成离子化合物R，其晶胞结构如图乙所示：

①一个晶胞中含__________个B离子。R的化学式为__________；

②晶胞参数为apm，则晶体R的密度__________g•cm^-3(只列计算式)。

Answer

Na＜O＜N O＞N＞Na NH3 氨气分子间有氢键，所以沸点高 As4O6 sp3 4 Na2O

【解析】

A元素的价电子排布为nsnnpn＋1，可知n=2，A价电子排布式为2s22p3，那么A的核外电子排布式为1s22s22p3，则A为N；B元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则B为O；C位于B的下一周期，是本周期最活泼的金属元素，则C为Na；D基态原子的3d原子轨道上的电子数是4s原子轨道上的4倍，则D基态原子的价电子排布式为3d84s2，那么D核外电子总数=18+10=28，D为Ni；E元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则E基态原子的价电子排布式为：3d104s24p3，那么E原子核外有18+10+2+3=33个电子，E为：As；综上所述，A为N，B为O，C为Na，D为Ni，E为As，据此分析回答。

(1)A为N，B为O，C为Na，第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子，第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。一般来说，非金属性越强，第一电离能越大，所以Na的第一电离能最小，N的基态原子处于半充满状态，比同周期相邻的O能量低，更稳定，不易失电子，所以N的第一电离能比O大，即三者的第一电离能关系为：Na＜O＜N，非金属性越强，电负性越大，所以电负性关系为：O＞N＞Na；

(2)A为N，E为As，N和As位于同主族，简单气态氢化物为NH3和AsH3，NH3分子之间有氢键，熔沸点比AsH3高；

(3)E为As，As为33号元素，基态原子核外有33个电子，其基态原子的价电子轨道表示式；

(4)由图可知，1个该分子含6个O原子，4个As原子，故化学式为：As4O6，中心As原子σ键电子对数==3，孤对电子数=，价层电子对数=3+=4，所以As4O6为sp3杂化；

(5)①B为O，C为Na，由均摊法可得，每个晶胞中：O2-个数=8×+6×=4，Na+个数=8，所以，一个晶胞中有4个O2-，R的化学式为Na2O；

②1个晶胞的质量=g，1个晶胞的体积=(apm)3=(a×10-10cm)3，所以密度ρ==g•cm－3。