Question

已知：A、B、C、D、E、F六種元素，原子序數依次增大。A原子核外有兩種形狀的電子云，兩種形狀的電子云軌道上電子數相等；B是短周期中原子半徑最大的元素；C元素3p能級半充滿；E是所在周期電負性最大的元素；F是第四周期未成對電子最多的元素。試回答下列有關的問題：
（1）寫出F元素的電子排布式_______。
（2）已知A元素的一種氫化物分子中含四個原子，則在該化合物的分子中A原子的雜化軌道類型為______。
（3）已知C、E兩種元素形成的化合物通常有CE₃、CE₅兩種。這兩種化合物中一種為非極性分子，一種為極性分子，屬于極性分子的化合物的分子空間構型是______。
（4）B、C、D、E的第一電離能由大到小的順序是______ (寫元素符號）。四種元素最高價氧化物的水化物形成的溶液，物質的量濃度相同時，pH由大到小的順序是______(寫化學式）。
（5）由B、E兩元素形成的化合物組成的晶體中，陰、陽離子都有球型對稱結構，它們都可以看作剛性圓球，并彼此“相切”。如下圖所示為B、E形成化合物的晶胞結構圖以及晶胞的剖面圖：

晶胞中距離一個Na⁺最近的Na⁺有____________個。若晶體密度為ρ g·cm^-3，阿伏加德羅常的值用N_A表示，則Cl^－的離子半徑_____cm(用含N_A與ρ式子表達)。

Answer 1

（1）[Ar]3d⁵4s¹
（2）sp³
（3）三角錐形
（4）Cl＞ P＞ S＞Na     NaOH ＞ H₃PO₄＞HClO₄＞H₂SO₄
（5）12   

試題解析：A原子核外有兩種形狀的電子云，兩種形狀的電子云軌道上電子數相等，則基態A原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁴，A為O；B是短周期中原子半徑最大的元素，則B為Na；C元素3p能級半充滿，則基態C原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³，C為P；F在第四周期，且F的原子序數大于E，E又是所在周期電負性最大的元素，則E在第三周期，E為Cl；D的原子序數大于C且小于E，則D為S；F是第四周期未成對電子最多的元素，則基態F原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則F為Cr。
（1）基態F原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，或[Ar]3d⁵4s¹。
（2）A的一種氫化物含有4個原子，該氫化物為H₂O₂， O最外層共有4對電子，在空間有4個伸展方向，故軌道雜化類型為sp³。
（3）P、Cl形成PCl₃、PCl₅兩種化合物，其中PCl₃是極性分子，中心原子P的最外層5個電子，有3個分別與3個Cl形成共用電子對，還剩余一個孤電子對，因此P的雜化方式為sp³，而PCl₃的分子構型與NH₃相似，是三角錐型。
（4）同一周期元素，第一電離能自左向右有增大的趨勢，但因P的3p軌道處于半充滿狀態，比較穩定，因此第一電離能P＞S。相同濃度的四種溶液，硫酸是二元強酸，溶液中c(H⁺)最大，故pH最小，H₃PO₄是中強酸，不能完全電離出H⁺，酸性比HClO₄弱，因此pH大于HClO₄。
（5）在NaCl晶胞中，距離一個Na⁺最近的Na⁺有12個，分別在x、y、z三個方向平面的四個頂點。
每個NaCl晶胞中含有4個NaCl，設晶胞的棱長為a cm，則有，a=。Cl^-的半徑大于Na⁺的半徑，根據晶胞截面圖，可知晶胞截面的對角線長為Cl^-半徑的4倍，面對角線長為，故Cl^-的半徑為。