Question

【題目】A、B、C、D是元素周期表中前36號元素，它們的核電荷數依次增大。第二周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍且有3個能級，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結構，C是地殼中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿。請回答下列問題：

（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序是________(用對應的元素符號表示)；基態D原子的電子排布式為______________________。

（2）A的最高價氧化物對應的水化物分子中，其中心原子采取________雜化；BC3-的立體構型為________(用文字描述)。

（3）1 mol AB-中含有的π鍵個數為________。

（4）如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結構示意圖，則該合金中Ca和D的原子個數比________。

（5）鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，它們有很強的儲氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10-23 cm3，儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝________(填數值)；氫在合金中的密度為________。

Answer 1

【答案】C<O<N 1s22s22p63s23p63d104s1或 [Ar]3d104s1 sp2　 平面三角形 2NA(或2×6.02×1023) 1∶5 5 0.083 g·cm-3

【解析】

A、B、C、D都是前36號元素，它們的核電荷數依次增大，第二周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍且有3個能級，則原子核外電子排布為1s22s23p2，故A為C元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半滿結構，最外層電子排布為2s22p3，故B為N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數分別為2、8、18、1，是29號Cu元素。

（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C<O<N。D的原子序數是29，為Cu元素，其原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1。本小題答案為：C<O<N；1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）A的最高價氧化物對應的水化物是H2CO3，該分子中中心原子C原子價層電子對個數是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷其中心原子雜化方式為sp2，NO3-中N原子形成3個δ鍵，孤電子對，則應為平面三角形。本小題答案是為：sp2；平面三角形。

（3）將CN-中C原子及1個負電荷換成1個N原子，可得到等電子體N2，CN-中形成C≡N三鍵，1個CN-含有2個π鍵，故1molCN-中含有的π鍵個數為2NA。本小題答案為：2NA(或2×6.02×1023)。

（4）由晶胞結構可以知道，Ca原子處于頂點，晶胞中含有Ca原子數目為，Cu原子處于晶胞內部與面上、面心，晶胞中Cu數目為，故該合金中Ca和Cu的原子個數比為1:5。本小題答案為：1∶5。

（5）由(4)知n=5，晶胞中擁有4.5個H原子，氫在合金中的密度為。本小題答案為：5；0.083g/cm3。