Question

(14分)現有六種元素，其中A、B、C、D為短周期主族元素，E、F為第四周期元素，它們的原子序數依次增大。請根據下列相關信息，回答問題。

A元素原子的核外p電子總數比s電子總數少1

B元素原子核外s電子總數與p電子總數相等，且不與A元素在同一周期

C原子核外所有p軌道全滿或半滿

D元素的主族序數與周期數的差為4

E是前四周期中電負性最小的元素

F在周期表的第七列

（1）A基態原子中能量最高的電子，其電子云在空間有        個方向，原子軌道呈       形。
（2）某同學根據上述信息，所畫的B電子排布圖如圖，違背了  原理。
（3）F位于          族      區，其基態原子有     種運動狀態。
（4）CD₃ 中心原子的雜化方式為     ，用價層電子對互斥理論推測其分子空間構型為        ，檢驗E元素的方法是               。
（5）若某金屬單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。則晶胞中該原子的配位數為       ，該單質晶體中原子的堆積方式為四種基本堆積方式中的      。若已知該金屬的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數，金屬的相對原子質量為M，則該晶體的密度為______g·cm^－3(用字母表示)。

Answer 1

（1）3；紡錘形或啞鈴形 （2）泡利不相容 （3）第三周期第ⅦB；d；25
（4）sp³；三角錐形；焰色反應 （5）12；銅型或面心立方堆積；

試題分析：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數依次增大，A元素原子的核外p電子數比s電子數少1，電子排布為1s²2s²2p³，即A為N；B元素原子核外s電子總數與p電子總數相等，且不與A元素在同一周期，則其電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故B為Mg；C原子核外所有p軌道全滿或半滿，結合原子序數可知，價電子為3s²3p³符合題意，即C為P；D元素的主族序數與周期數的差為4，原子序數大于P，則D為第三周期第ⅦA族元素，即D為Cl；E是前四周期中電負性最小的元素，則E為K；F在周期表的第七列，則F為Mn，則
（1）A為N，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個方向，p軌道為紡錘形；
（2）由泡利原理可知，電子在同一軌道內的自旋方向應相反，B基態原子的核外電子排布圖中3s上的兩個電子自旋方向相同，則違反了泡利原理；
（3）F為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區，核外電子數為25，有25種運動狀態不同的電子；
（4）PCl₃中P原子孤電子對數為1，成鍵數為3，則為sp³雜化，空間構型為三角錐形，F為K，檢驗K元素應利用焰色反應；
（5）由晶胞結構可知，以頂點原子研究，與之最近的原子處于面心上，每個頂點原子為12個面共用，故晶胞中該原子的配位數為12，該單質晶體中原子的堆積方式為面心立方堆積；由晶胞結構可知，晶胞中原子的數目為8×+6×=4，該晶胞中原子的質量=4×g，由信息可知晶胞圖可知為面心立方，原子半徑為dcm，由圖丙可知，晶胞的棱長="4d" cm×=2d cm，故晶胞的體積=（2d cm）³=16d³ cm³，所以其密度= g/cm³。