A—I为原子序数递增的前4周期的元素,已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍,D为周期表中电负*最大的元素...
问题详情:
A—I为原子序数递增的前4周期的元素,已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍,D为周期表中电负*最大的元素,F与C位于同一主族,E与G在周期表的位置是上下相连,两元素所在主族中所有元素都是金属,H为应用最广泛的金属;I处于周期表中的第二副族。请回答下列问题:(以下问题中的所有原子都必须在上述元素中寻找)
(1)B单质分子中σ与π键数目比为 B、C、D第一电离能由小到大的顺序为 (填写元素符号)
(2)H元素原子的价层电子排布式为 ,H3+离子可以与上述元素中的三种形成的某*离子生成血红*络合物;该*离子又与A—I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体,这种分子的化学式为 (写一种即可),该*离子空间构型为 。
(3)D与G可以形成右图的晶胞,则黑点表示的是 元素(填写元素符号),该元素原子在该晶胞中的配位数为
(4)若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子,按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个(共去掉4个),并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素,则这个晶胞化学式为 ,若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子,则成为另外一种晶胞,该晶胞中成键原子键角为 。
(5)已知,F单质晶体的原子堆积为ABAB型,那么,该晶体的空间利用率为 如果F单质的摩尔质量为M,晶胞棱长为a,晶胞高度为c则,该晶体密度表达式为 。(阿伏加德罗常数用NA表示,不化简)如果F的原子半径为R,用R表示的晶胞高度为 。
【回答】
【知识点】核外电子排布、电离能、晶胞结构 E1 E4 E5
【*解析】(1)1:2(1分) ONF(1分)
(2)3d64s2 (1分) CO2(CS2 N2O)等合理*都可以(1分)直线形(1分)
(3)Ca (1分) 8 (1分) (4)ZnS (2分) 109o28′(1分)
(5)74% (1分); (2分) (2分)
解析:A-I为原子序数递增的前4周期的元素,已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍,则A原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,则A为碳元素;D为周期表中电负*最大的元素,则D为*元素;H为应用最广泛的金属,则H为Fe;I处于周期表中的第二副族,则I为Zn.E与G在周期表的位置是上下相连,两元素所在主族中所有元素都是金属,结合原子序数可知,处于ⅡA族,E为Mg、G为Ca;结合原子序数可知,B为N元素、C为O元素;F与C位于同一主族,F的原子序数小于Ca,则F为S元素, (1)B单质为N2,分子中形成N≡N三键,含有1个σ键、2个π键,σ与π键数目比为1:2;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于氧元素,故N、O、F第一电离能由小到大的顺序为O<N<F; (2)H为Fe元素,原子的价层电子排布式为3d64s2,Fe3+离子可以与上述元素中的三种形成的某*离子生成血红*络合物,该*离子为SCN-,又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体,等电子体含有相同的原子数目与价电子总数,该分子为CO2等,价电子总数相同的等电子体空间结构相似,故SCN-与CO2的空间结构相似为直线型; (3)F与Ca可以形成CaF2,其晶胞中黑*球数=4 白*球数目=8,故黑*球代表Ca元素,由晶胞结构可知,应该F原子周围有4个Ca原子,即F原子配位数为4,则该Ca原子在该晶胞中的配位数为8,(4)若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子,按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个(共去掉4个),则圆圈数目为4,黑*球数目晶胞中原子数目为1:1,并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素,符合ZnS的立方结构,则这个晶胞化学式为ZnS, 若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子,则成为另外一种晶胞,由晶胞结构(类似金刚石结构)可知,每个原子周围连接4个原子,形成正四面体型,该晶胞中成键原子键角为109°28′,
5)已知,S单质晶体的原子堆积为ABAB型,为六方最密堆积,晶胞如图:, D、C′、A′、B′彼此原子相邻,构成正四面体结构,晶胞的高度为该正四面体高的2倍,如果F的原子半径为R,则DA′长为2R,正四面体的高DM,M为正三角形A′B′C′的中心,则A′M的长为,则DM的长=,
故晶胞的高度=;S(△A′B′C′)=,故底面面积为,晶胞的体积=,晶胞中含有原子数目为1+8×1/8=2
,故原子总体积=2×4/3×πR3,故晶胞空间利用率=; 如果F单质的摩尔质量为M,晶胞的质量=2M/NA,晶胞棱长为a,则S(△A′B′C′)=1/2a×a×sin60°=1/2a2sin60°,故底面面积为a2sin60°,晶胞高度为c,则晶胞体积=ca2sin60°,故晶体密度
【思路点拨】
本题考查物质结构与*质,涉及核外电子排布、电离能、晶胞结构与计算等,题目计算量大,对学生的空间想象与数学计算有较高的要求,(4)(5)为易错点、难点
知识点:物质结构 元素周期律单元测试
题型:选择题
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