Question

【題目】下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(xué)元素。

試回答下列問題：

(1)請寫出元素o的基態(tài)原子電子排布式__________________________________。

(2)d的氫化物的分子構(gòu)型為____________，中心原子的雜化形式為________；k在空氣中燃燒產(chǎn)物的分子構(gòu)型為________，中心原子的雜化形式為________，該分子是________(填“極性”或“非極性”)分子。

(3)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序排列如圖，其中序號“8”代表________(填元素符號)；其中電負(fù)性最大的是________(填圖中的序號)。

(4)由j原子跟c原子以1∶1相互交替結(jié)合而形成的晶體，晶型與晶體j相同。兩者相比熔點(diǎn)更高的是________，試從結(jié)構(gòu)角度加以解釋______________。

(5)i單質(zhì)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(guān)系的平面圖如圖丙所示。

甲 乙 丙

若已知i的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，i的相對原子質(zhì)量為M，請回答：

①晶胞中i原子的配位數(shù)為________，一個(gè)晶胞中i原子的數(shù)目為________。

②該晶體的密度為________(用字母表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d64s2 三角錐形 sp3 角形(或V形) sp2 極性 Si 2 SiC(或jc，或前者) 因SiC晶體與晶體Si都是原子晶體，由于C的原子半徑小，SiC中C—Si鍵鍵長比晶體Si中Si—Si鍵長短，鍵能大，因而熔沸點(diǎn)高 12 4

【解析】

根據(jù)元素在周期表中的位置知，a到o分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Fe元素；

(1)o是26號Fe元素，根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Fe原子的核外電子排布式；

(2)d是N元素，它的氫化物是NH3，根據(jù)價(jià)層電子對數(shù)判斷中心原子的雜化方式及其空間構(gòu)型；k是S元素，在空氣中燃燒產(chǎn)物是SO2，用價(jià)層電子對數(shù)判斷空間構(gòu)型及中心原子的雜化形式，并根據(jù)分子是否對稱判斷是否為非極性分子；

(3)第三周期中晶體硅為原子晶體，單質(zhì)的熔點(diǎn)最高；同周期自左而右元素電負(fù)性增大，故Cl元素電負(fù)性最大，氯氣、氬氣為氣體，氯氣相對分子質(zhì)量更多，分子間作用力更大，故氯氣的熔點(diǎn)高于氬氣的；

(4)Si、C按1:1形成的化合物SiC屬于原子晶體，通過比較鍵長判斷晶體的熔點(diǎn)的高低；

(5)i是Al，晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，根據(jù)原子的相對位置，用均攤方法計(jì)算Al原子的配位數(shù)及晶胞中含有的原子個(gè)數(shù)，根據(jù)晶體密度公式計(jì)算其密度大小。

根據(jù)元素在周期表中的位置知，a到p分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Fe元素。

(1) o是26號Fe元素，根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2；

(2)d是N元素，它的氫化物是NH3，中心原子N原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=4，中心N原子的雜化形式是sp3雜化，含有1對孤電子對，因此NH3空間構(gòu)型是三角錐形；

k是S元素，S元素的單質(zhì)在空氣中充分燃燒產(chǎn)物是SO2，中心S原子價(jià)層電子對數(shù)為2+3，所以S原子雜化方式為sp2雜化，由于在S原子上有電子對，所以SO2分子的空間構(gòu)型為V形(或角形)，由于整個(gè)分子的空間排列不對稱，正負(fù)電荷的重心不重合，因此SO2分子為極性分子；

(3)第三周期中晶體硅為原子晶體，單質(zhì)的熔點(diǎn)最高，序號“8”代表Si，同周期自左而右元素電負(fù)性增大，故Cl元素電負(fù)性最大，氯氣、氬氣為氣體，氯氣相對分子質(zhì)量更大，分子間作用力更強(qiáng)，故氯氣的熔點(diǎn)高于氬氣的，故電負(fù)性最大為2；

(4)由Si原子跟C原子以1：1相互交替結(jié)合而形成的晶體為SiC，SiC晶型與晶體硅相同，均屬于原子晶體，由于C的原子半徑小，SiC中C-Si鍵鍵長比晶體Si中Si-Si鍵長短，鍵能大，斷裂更難，因而熔沸點(diǎn)高；

(5)①根據(jù)圖片知，Al單質(zhì)為面心立方最密堆積，Al原子配位數(shù)配位數(shù)=3××8=12，由圖2可知占據(jù)頂點(diǎn)和面心，則個(gè)數(shù)為8×+6×=4；

②i的原子半徑為d，假設(shè)晶胞參數(shù)為a，則a=4d，所以晶胞參數(shù)a=d，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Al原子，Al的相對原子質(zhì)量為M其質(zhì)量為m=，則晶的密度。