Question

請回答以下問題：
（1）第四周期的某主族元素，其第一至五電離能數據如下圖1所示，則該元素對應原子的M層電子排布式為   ．
（2）如下圖2所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物，其中a點代表的是   ．簡述你的判斷依據   ．
（3）CO₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如下圖3所示．該晶體的類型屬于   （選填“分子”“原子”“離子”或“金屬”）晶體，該晶體中碳原子軌道的雜化類型為   。

（4）在離子晶體中正、負離子間力求盡可能多的接觸，以降低體系的能量，使晶體穩定存在。已知Na⁺半徑是Cl^-的a倍，Cs⁺半徑是Cl^-的b倍，請回顧課本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞邊長比為   ．
（5）Fe的一種晶體如甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到的A-D圖中正確的是   ．鐵原子的配位數是   ，假設鐵原子的半徑是r cm，該晶體的密度是p g／cm³，則鐵的相對原子質量為     （設阿伏加德羅常數的值為N_A）。

Answer 1

（1）3s²3p⁶（2分）
（2）SiH₄ （1分）；在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因分子間存在氫鍵，故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現象；組成與結構相似，相對分子量越大，分子間作用力越大，沸點越高，a點所在折線對應的是氣態氫化物SiH₄（2分）
（3）原子（1分） ； sp³雜化（2分）
（4）(1+b)：（1+a） （2分）
（5）A （2分）；   8 （1分）；          （2分）

試題分析：（1）該元素第三電離能遠遠大于第二電離能，說明該元素的原子價電子數為2，為Ca，M層電子排布式為：3s²3p⁶
（2）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因分子間存在氫鍵，故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現象，第ⅣA族形成的氫化物分之間為范德華力，組成與結構相似，相對分子量越大，范德華力越大，沸點越高，所以a點所在折線對應的是氣態氫化物SiH₄。
（3）由CO₂在高溫高壓下所形成的晶體圖可以看出，其晶體結構為空間物質結構，每個C原子周圍通過共價鍵連接4個O原子，所以該晶體為原子晶體，碳原子軌道的雜化類型為sp³雜化。
（4）設Cl?半徑為r，則Na⁺半徑為ar，Cs⁺半徑為br，NaCl晶胞邊長為x，因為NaCl晶胞為面心立方結構，所以2x²=（2r+2ar）²，得r= （1+a）r；CsCl晶胞為體心李立方結構，所以y²+2y²=（2r+2br）²，可得y=2/(1+b)r，x：y=(1+b)：（1+a）
（5）甲中Fe位于頂點和體心，乙由8個甲組成，按甲虛線方向切乙形成的縱截面邊長不相等，則排除B、D，由于每個小晶胞中的體心含有1個Fe原子，則應為A；由圖甲可以看出，位于體心的鐵原子周圍距離最近的鐵原子有8個，所以鐵原子的配位數是8；設圖甲晶胞的邊長為acm，則a²+2 a²=（4r）²，得a=4/3r ，圖甲晶胞的體積V=a³=64/9r³，根據均攤發可知甲中晶胞含Fe原子：8×1/8+1=2,設Fe的相對原子質量為M，則64/9r³?ρ="2M/" N_A,M=