Question

17．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大．其中A、C原子的L層有2個未成對電子．D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態(tài)．請根據(jù)以上情況，回答下列問題：（答題時，用所對應(yīng)的元素符號表示）
（1）寫出F原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)位于周期表第VIII族．
（2）A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N．
（3）F和M（質(zhì)子數(shù)為25）兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于如表：

元    素		M	F
電能 （kJ•mol-1）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態(tài)M²⁺再失去一個電子比氣態(tài)F²⁺再失去一個電子難．你的解釋是Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定．
（4）已知F晶體的堆積方式與金屬鉀相同，則F晶胞中F原子的配位數(shù)為8，一個晶胞中F原子的數(shù)目為2．
（5）H₂S和C元素的氫化物（分子式為H₂C₂）的主要物理性質(zhì)比較如下：

	熔點(diǎn)/K	沸點(diǎn)/K	標(biāo)準(zhǔn)狀況時在水中的溶解度
H2S	187	202	2.6
H2C2	272	423	以任意比互溶

H₂S和H₂C₂的相對分子質(zhì)量基本相同，造成上述物理性質(zhì)差異的主要原因H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大；其中A、C原子的L層有2個未成對電子且A原子序數(shù)小于C，則A是C、C是O元素，B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則D為Mg元素；
F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態(tài)，則F原子核外電子數(shù)=2+8+8+5+3=26，所以F為Fe元素；
（1）F為Fe元素，其原子核外有26個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；Fe元素位于第四周期第VIII族；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素；
（3）原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時最穩(wěn)定；
（4）K是體心立方最密堆積，K和Fe的堆積模型相同，所以Fe為體心立方最密堆積，F(xiàn)e原子配位數(shù)是8，該晶胞中鐵原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+1=2；
（5）氫鍵能增大物質(zhì)的溶解性．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大；其中A、C原子的L層有2個未成對電子且A原子序數(shù)小于C，則A是C、C是O元素，B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則D為Mg元素；
F³⁺離子M層3d軌道電子為半滿狀態(tài)，則F原子核外電子數(shù)=2+8+8+5+3=26，所以F為Fe元素；
（1）F為Fe元素，其原子核外有26個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe元素位于第四周期第VIII族，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；VIII；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素位于同一周期元素，C位于第IVA族、N位于第VA族、O位于第VIA族，所以第一電離能順序是C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（3）原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時最穩(wěn)定，Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定，
故答案為：Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定；
（4）K是體心立方最密堆積，K和Fe的堆積模型相同，所以Fe為體心立方最密堆積，F(xiàn)e原子配位數(shù)是8，該晶胞中鐵原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+1=2，故答案為：8；2；
（5）氫鍵能增大物質(zhì)的溶解性，H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵，而硫化氫分子之間不能形成氫鍵、與水分子也不能形成氫鍵，所以溶解性較小
故答案為：H₂O₂分子間存在氫鍵，與水分子可形成氫鍵．

點(diǎn)評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)相互關(guān)系及應(yīng)用，涉及晶胞計(jì)算、氫鍵、第一電離能規(guī)律、原子核外電子排布等知識點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，注意（5）中氫鍵只影響物理性質(zhì)，不影響化學(xué)性質(zhì)．