Question

【題目】A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數依次增大，相關信息如下：(NA為阿伏加德羅常數的值)，請用化學用語回答下列問題：

元素	相關信息
A	基態原子的價電子排布式為nSnnPn
B	元素原子的核外p電子數比s電子數少1個
C	最外層電子數是電子層數的3倍
D	簡單離子是第三周期元素中離子半徑最小的
E	價電子層中的未成對電子數為4

(1)寫出D元素在周期表的位置______，基態E2+價電子的排布圖為_______，B元素能量最高的電子其軌道呈_______形。

(2)A與C形成的最高價化合物，中心原子軌道雜化類型為___________。

(3)A、B、C三種基態原子的第一電離能由大到小的順序為_____________，B、C、D簡單離子的半徑由大到小的順序為_________。

(4)寫出C的核外有18個電子的氫化物的電子式________。

(5)E可用做某些反應的催化劑，CO易導致E失去催化活性：E＋5CO = E(CO)5，E(CO)5熔點為-20℃，沸點為103℃，易溶于乙醚，其晶體類型為___________。

(6)已知沸點:B2H4>A2H6 ，主要原因為____________________。

(7)鐵的多種化合物均為磁性材料，氮化鐵是其中一種，某氮化鐵的晶胞結構如圖所示，則氮化鐵的化學式為________；設晶胞邊長為a cm，該晶體的密度為________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】第三周期，ⅢA族 啞鈴型 sp N＞O＞C r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+) 分子晶體 前者可形成分子間氫鍵，后者只有范德華力 Fe4N

【解析】

A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數依次增大，由A的基態原子的價電子排布式nsnnpn可知，n=2，則A為C元素；C的最外層電子數是電子層數的3倍，則C為O元素；B元素原子的核外p電子數比s電子數少1個，并結合原子序數依次增大可知，B為N元素；D為簡單離子是第三周期元素中離子半徑最小的元素，則D為Al元素；E的價電子層中的未成對電子數為4，則E為Fe元素，電子排布式為[Ar]3d64s2，據此分析解答。

由上述分析可知，A為C，B為N，C為O，D為Al，E為Fe，

(1)D為Al，Al為13號元素，在周期表的位置為第三周期，ⅢA族；E為Fe，基態E2+價電子的排布圖為；B為N，其能量最高的電子其軌道為2p軌道，呈啞鈴型；故答案為：第三周期，ⅢA族；；啞鈴型；

(2)A為C，C為O，則A與C形成的最高價化合物為CO2，中心原子的價層電子對數=中心原子的σ鍵電子對數+孤電子對數=2+=2，則中心原子的軌道雜化類型為sp雜化；故答案為：sp；

(3)A為C，B為N，C為O，三種基態原子的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C；D為Al，B、C、D的簡單離子核外電子排布相同，核電荷數越大，半徑越小，則它們的半徑由大到小的順序為r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+)；故答案為：N＞O＞C；r(N3-)＞r(O2-)＞r(Al3+)；

(4)C為O，O的核外有18個電子的氫化物為H2O2，其電子式為；故答案為：；

(5)E為Fe，Fe(CO)5的熔點、沸點較低，則其屬于分子晶體；故答案為：分子晶體；

(6)A為C，B為N，沸點:N2H4>C2H6，由于N2H4可形成分子間氫鍵，而C2H6不能形成分子間氫鍵，只有范德華力，因此沸點較低；故答案為：前者可形成分子間氫鍵，后者只有范德華力；

(7)一個晶胞中Fe原子的個數為個，N原子的個數為1個，則氮化鐵的化學式為Fe4N；一個晶胞的質量為，則該晶體的密度為；故答案為：Fe4N；。