Question

【題目】原子序數依次遞增的甲、乙、丙、丁、戊是周期表中前30號元素，其中甲、乙、丙三元素的基態原子2p能級都有單電子，單電子個數分別是2、3、2；丁與戊原子序數相差18，戊元素是周期表中ds區的第一種元素。回答下列問題：

（1）甲能形成多種常見單質，在熔點很高的兩種常見單質中，原子的雜化方式分別為______、__________。

（2）+1價氣態基態陽離子再失去一個電子形成+2價氣態基態陽離子所需要的能量稱為第二電離能I2，依次還有I3、I4、I5…，推測丁元素的電離能突增應出現在第________電離能。

（3）戊的基態原子有________種形狀不同的原子軌道；

（4）甲、乙分別都能與丙形成原子個數比為 1:3的微粒，則該兩種微粒的空間構型分別為：_________________ ；__________________。

（5）丙和丁形成的一種離子化合物的晶胞結構如右圖，該晶體中陽離子的配位數為_________ 。距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為_______________。已知該晶胞的密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數為NA，該化合物的相對分子質量為 M，則該晶胞中黑球的半徑r =_____cm。（用含ρ、NA的計算式表示）

Answer 1

【答案】 sp2 sp3 二 3 平面三角形 平面三角形 8 正方體（立方體）

【解析】甲、乙、丙原子序數依次遞增，甲、乙、丙三元素的基態原子2p能級都有單電子，單電子個數分別是2、3、2，故甲、乙、丙分別是C、N、O，戊元素是周期表中ds區的第一種元素，所以戊為Cu，丁與戊原子序數相差18，則丁為Na，由分析知甲、乙、丙、丁、戊分別是C、N、O、Na、Cu元素，

(1)碳單質中熔點較高的有金剛石和石墨，金剛石中碳原子全部形成4個共價鍵，所以是sp3雜化，而石墨層狀結構，碳原子形成3個共價鍵，所以是sp2雜化，故答案為：sp2；sp3；

(2)鈉是第IA元素，最外層有1個電子，失去1個電子后，就達到穩定結構，再失電子會很困難，所以電離能突增應出現在第二電離能，故答案為：二；

(3)Cu是29號元素，原子核外電子數為29，基態原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，可以看出銅原子的基態原子軌道是s、p、d，所以有3種形狀不同的原子軌道，故答案為：3；

(4)甲、乙都能和丙形成原子個數比為1：3的常見微粒分別是CO32-、NO3-，中心原子含σ鍵電子對數為3對，CO32-含有的電子對數=3+=3，NO3-含有的電子對數=3+=3，所以都是平面三角形結構，故答案為：平面三角形；平面三角形；

(5)根據晶胞(Na2O)結構可知N(Na+)：N(O2-)=2：1，根據晶胞結構，頂點和面心處微粒的數目為8×+6×=4，內部的微粒數目為8，所以頂點和面心處是陰離子，陽離子全部在晶胞內，所以與鈉離子最近的陰離子是4個，即配位數是4．而距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體是正方體．該晶胞中含有4個陰離子，所以有=4，解得a=，故答案為：8；正方體(立方體)； 。