Question

（2011?德州一模）已知A、B、D、E、F五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等；B原子s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的2倍；D原子中未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的；E原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子；F原子核外共有21個(gè)電子．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出F元素基態(tài)原子的電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²

．
F單質(zhì)的晶體具有體心立方結(jié)構(gòu)，則在該晶體的一個(gè)晶胞中，含有的原子數(shù)是

2

．
（2）B、D、E三種元素的第一電離能最大的是

N

（填元素符號(hào)），
（3）B與D原子結(jié)合形成的晶體目前是世界上最硬的材料，晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，但硬度超過(guò)了金剛石，其原因是

氮原子半徑小于碳，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大

．
該晶體中任一原子的配位數(shù)比E單質(zhì)晶體中分子的配位數(shù)要

小

．

Answer 1

分析：本題根據(jù)21元素，確定為鈧元素，根據(jù)元素周期表推斷其核外電子排布，體心立方晶體的結(jié)構(gòu)及晶胞中原子數(shù)的計(jì)算方法；碳、氮、氧、第一電離能的判斷；氮原子半徑小于碳，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比碳碳鍵更短，鍵能更大等知識(shí)點(diǎn)來(lái)解題．

解答：解：A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等，故A為氫；B原子s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的2倍，故B為碳元素；E原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子，故E為氧；A、B、D、E、F五種元素的原子序數(shù)依次增大，D原子中未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的，故D為N，三個(gè)單電子；F原子核外共有21個(gè)電子，故F為鈧；
（1）F為21號(hào)元素，核外電子數(shù)為21，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²； 體心立方即體心位置有一個(gè)鈧原子，上下八個(gè)頂點(diǎn)各一個(gè)，單位晶胞原子數(shù)為1+8×

1

8

=2 個(gè)； 
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²； 2；  
（2）B為C，D為N，E為O，一般來(lái)說(shuō)，核外電子的最外層電子數(shù)越多，第一電離能越大，但是氮的p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，而氧失去一個(gè)電子后形成半充滿結(jié)構(gòu)，故氮的第一電離能大于氧的第一電離能，故N的第一電離能最大；
故答案為：N；
（3）B為C，D為N，氮原子半徑小于碳，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大；氮碳晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，故其原子的配位數(shù)為4，而固體氧晶體的結(jié)構(gòu)有多種，配位數(shù)大于四，故氮碳晶體的配位數(shù)小于氧晶體．
故答案為：氮原子半徑小于碳，氮碳形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大；小；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素鈧的核外電子排布，體心立方晶胞，第一電離能大小比較，鍵能大小判斷的依據(jù)等知識(shí)點(diǎn)．