Question

18．a(chǎn)、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如下表所示．

a	原子核外電子分占3個(gè)不同能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上排布的電子數(shù)相同
b	基態(tài)原子的p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1
c	在周期表所列元素中電負(fù)性最大
d	位于周期表中第4縱行
e	基態(tài)原子M層全充滿(mǎn)，N層只有一個(gè)電子

請(qǐng)回答：
（l）d屬于d區(qū)的元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為．
（2）b與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C（用元素符號(hào)表示）．
（3）c的氫化物水溶液中存在的氫鍵有4種，任意畫(huà)出一種、、、任意一種．
（4）a與其相鄰?fù)�主族元素的最高價(jià)氧化物的熔點(diǎn)高低順序?yàn)镾iO₂＞CO₂（用化學(xué)式表示）．若將a元素最高價(jià)氧化物水化物對(duì)應(yīng)的正鹽酸根離子表示為A，則A的空間構(gòu)型為平面三角形；A的中心原子的軌道雜化類(lèi)型為sp³雜化；與A互為等電子體的一種分子為SO₃（填化學(xué)式）．
（5）e與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在晶胞中e原子處于面心，該晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由e原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中，儲(chǔ)氫后的 晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為H₄Cu₃Au，若該晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為M，密度為ag/cm³，則晶胞的體積為$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³（N_A用表示阿
伏加德羅常數(shù)的值）．

Answer 1

分析 a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，a原子核外電子分占3個(gè)不同能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上排布的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故a為C元素；b元素基態(tài)原子的p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，故b為N元素；c在周期表所列元素中電負(fù)性最大，則c為F元素；d位于周期表中第4縱行，且處于第四周期，故d為T(mén)i；e的基態(tài)原子M層全充滿(mǎn)，N層只有一個(gè)電子，則核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故e為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，a原子核外電子分占3個(gè)不同能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上排布的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故a為C元素；b元素基態(tài)原子的p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1，核外電子排布為1s²2s²2p³，故b為N元素；c在周期表所列元素中電負(fù)性最大，則c為F元素；d位于周期表中第4縱行，且處于第四周期，故d為T(mén)i；e的基態(tài)原子M層全充滿(mǎn)，N層只有一個(gè)電子，則核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故e為Cu．
（l）d為T(mén)i元素，屬于d區(qū)的元素，基態(tài)原子的價(jià)電子排布3d²4s²，故其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為，
故答案為：d；；
（2）與b同周期相鄰元素分別為C、O，同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）c的氫化物為HF，水溶液中存在的氫鍵有、、、，共4種，
故答案為：4；、、、任意一種；
（4）a與其相鄰?fù)�主族元素的最高價(jià)氧化物分別為CO₂、SiO₂，前者屬于分子晶體，后者屬于原子晶體，故熔點(diǎn)高低順序?yàn)镾iO₂＞CO₂．a(chǎn)元素最高價(jià)氧化物水化物對(duì)應(yīng)的正鹽酸根離子為CO₃^2-，離子中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，沒(méi)有孤電子對(duì)，故碳酸根離子為平面三角形結(jié)構(gòu)，中心C原子的軌道雜化類(lèi)型為 sp³雜化；與CO₃^2-互為等電子體的一種分子為SO₃等，
故答案為：SiO₂＞CO₂；平面三角形；sp³雜化；SO₃；
（5）Cu與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)，該晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中，儲(chǔ)氫后的 晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)相似，金剛石晶胞結(jié)構(gòu)為，則形成的晶體中晶胞中原子為H原子，共有有4個(gè)，Cu原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為H₄Cu₃Au，若該晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為M，晶胞質(zhì)量為$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶體密度為ag/cm³，則晶胞的體積為為$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷ag/cm³=$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³，
故答案為：H₄Cu₃Au；$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、氫鍵、晶體類(lèi)型與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，明確元素種類(lèi)是解題關(guān)鍵，注意同周期元素第一電離能異常情況，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞的有關(guān)計(jì)算，難度中等．