Question

16．表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表一種化學元素．試回答下列問題：

（1）寫出元素g的基態(tài)原子電子排布式[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹．
（2）f在空氣中燃燒產(chǎn)物的分子構型為角型（或V字型），中心原子的雜化形式為sp²雜化，該分子是極性分子（選填“極性”、“非極性”）分子．
（3）由a原子跟e原子以1：1相互交替結合而形成的晶體，晶型與晶體e相同．兩者相比熔點更高的是SiC（填化學式），試從結構角度加以解釋二者同為原子晶體，鍵長：C-Si鍵＜Si-Si鍵，C-Si鍵更牢固．
（4）c單質晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示．

若已知c的原子半徑為d厘米，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，c的相對原子質量為M，請回答：
①晶胞中c原子的配位數(shù)為12，表示原子空間占有率的代數(shù)式為$\frac{\sqrt{2}π}{6}$．
②該晶體的密度為$\frac{\sqrt{2}M}{80kjkuoe^{3}{N}_{A}}$g/cm³（用含有關字母的代數(shù)式表示），b、h中，與c單質晶體中原子的堆積方式相同的是Cu（填元素符號）．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知a為C、b為Mg、c為Al、e為Si、f為S、g為Cr、h為Cu．
（1）g為Cr元素，為24號元素，原子核外有24個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律來寫；
（2）硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫，根據(jù)價層電子對理論判斷其分子構型和中心原子的雜化形式，分子中正負電荷中心不重合，為極性分子，反之為非極性分子；
（3）由C原子跟Si原子以1：1相互交替結合而形成的晶體，晶型與晶體Si相同．均為原子晶體，但Si-C鍵鍵長＜Si-Si鍵長；
（4）①該類型為面心立方最密堆積；據(jù)此計算配位數(shù)；晶胞面對角線為鋁原子半徑的4倍，據(jù)此計算原子空間占有率；
②根據(jù)均攤法計算晶胞中含有原子數(shù)目；根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算，Cu為面心立方．

解答 解：（1）g為Cr元素，為24號元素，原子核外有24個電子，所以核外電子排布式為：[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案為：[Ar]3d⁵4s¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（2）S元素，在空氣中燃燒生成SO₂，S有1對孤對電子，存在S=O鍵，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)，SO₂的價層電子對個數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，S原子采取sp²雜化，為角型（或V字型），正負電荷中心不重合，為極性分子，
故答案為：角型（或V字型），sp²雜化，極性分子；
（3）由C原子跟Si原子以1：1相互交替結合而形成的SiC 晶體，晶型與晶體Si相同．均為原子晶體，但Si-C鍵鍵長＜Si-Si鍵長，則Si-C鍵能大，C-Si鍵更牢固，SiC的熔點高，
故答案為：SiC；二者同為原子晶體，鍵長：C-Si鍵＜Si-Si鍵，C-Si鍵更牢固；
（4）①根據(jù)圖片知，Al單質為面心立方最密堆積，Al原子配位數(shù)配位數(shù)=3×$\frac{1}{2}$×8=12，鋁 的原子半徑為d厘米，晶胞的邊長為4dcm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$dcm，每個鋁晶胞中含有4個原子，則鋁原子總體積為4×$\frac{4}{3}$πd³cm³，晶胞體積為（2$\sqrt{2}$dcm）³，故空間利用率為$\frac{4×\frac{4}{3}πlvtamvn^{3}}{（2\sqrt{2}d）^{3}}$=$\frac{\sqrt{2}π}{6}$，
 故答案為：$\frac{\sqrt{2}π}{6}$；                                      
②鋁原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，相對原子質量為M，故晶胞的質量=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，每個鋁晶胞中含有4個原子，正方形對角線長度為4d cm，故立方體的棱長為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4dcm=2$\sqrt{2}$d cm，晶胞體積為（2$\sqrt{2}$dcm）³=16$\sqrt{2}$d³cm³，故晶體的密度ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}d）^{3}}$=$\frac{\sqrt{2}M}{8bbhpypq^{3}{N}_{A}}$，六方最密堆積，屬于鎂、鋅、鈦型，面心立方最密堆積（Cu型），所以與c單質晶體中原子的堆積方式相同的是Cu，
 故答案為：$\frac{\sqrt{2}M}{8oaabutu^{3}{N}_{A}}$；Cu．

點評 本題考查元素周期表的結構、核外電子排布規(guī)律、晶體結構與性質等，題目難度中等，整體把握元素周期表的結構，題目綜合性較強，試題培養(yǎng)了學生的綜合應用知識的能力．