Question

（2012?西安一模）已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數依次增大的前20號元素，A與B；C、D與E分別位于同一周期．A原子L層上有2對成對電子，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C₃DB₆型離子晶體X，CE、FA為電子數相同的離子晶體．
（1）寫出A元素的基態原子價電子排布式

2s²2p⁴

；F離子電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

．
（2）寫出X的化學式

Na₃AlF₆

（3）試解釋工業冶煉D不以DE₃而是以D₂A₃為原料的原因：

氯化鋁為分子晶體，氧化鋁為原子晶體，用氧化鋁冶煉鋁消耗能量大

．
（4）CE、FA的晶格能分別為786KJ/mol l、3401KJ/mo，試分析導致兩者晶格能差異的主要原因是：

晶格能與離子的電荷呈正比，電荷越多，晶格能越大，鈣離子、氧離子電荷大于鈉離子、氯離子電荷

．
（5）F與B可形成離子化合物，其晶胞結構如圖所示：F與B形成離子化合物的化學式為

CaF₂

；該離子化合物晶體的密度為a g/cm3，則晶胞的體積是

4×78g/mol

ag/cm3.6.02×1023/mol

（只要求列出算式）．

Answer 1

分析：A原子L層上有2對成對電子，則A是O元素，A和B同周期，且B的原子序數大于A，B能形成離子，所以B是F元素；
FA是離子化合物，F應該是+2價，屬于第二主族，且F原子序數增大，但屬于前20號元素，所以F是Ca元素；
C、D與E分別位于同一周期，且原子序數依次增大，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C₃DB₆型離子晶體，B顯-2價，C和D的化合價都為正整數，根據原子個數知，C是+1價，D是+3價，且原子序數大于10，所以C是Na元素，D是Al元素，E是Cl元素．
（1）根據核外電子排布式的書寫規則書寫；
（2）先確定元素，然后寫出化學式；
（3）氧化鋁是原子晶體，氯化鋁是分子晶體，其熔點不同；
（4）晶格能與離子電荷成正比；
（5）利用均攤法確定化學式，晶胞的質量與其密度之比為體積．

解答：解：A原子L層上有2對成對電子，則A是O元素，A和B同周期，且B的原子序數大于A，B能形成離子，所以B是F元素；
FA是離子化合物，F應該是+2價，屬于第二主族，且F原子序數增大，但屬于前20號元素，所以F是Ca元素；
C、D與E分別位于同一周期，且原子序數依次增大，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C₃DB₆型離子晶體，B顯-2價，C和D的化合價都為正整數，根據原子個數知，C是+1價，D是+3價，且原子序數大于10，所以C是Na元素，D是Al元素，E是Cl元素．
（1）A是O元素，其最外層電子為其價電子，其價電子排布式為：2s²2p⁴，F是Ca元素，鈣原子失去最外層一個電子變成鈣離子，鈣離子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
故答案為：2s²2p⁴，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（2）通過以上分析知，C是Na元素，D是Al元素，B是F元素，所以其化學式為Na₃AlF₆；
故答案為：Na₃AlF₆；
（4）氯化鋁為分子晶體，氧化鋁為原子晶體，用氧化鋁冶煉鋁消耗能量大；
故答案為：氯化鋁為分子晶體，氧化鋁為原子晶體，用氧化鋁冶煉鋁消耗能量大；
（5）晶格能與離子的電荷呈正比，電荷越多，晶格能越大，鈣離子、氧離子電荷大于鈉離子、氯離子電荷，所以氧化鈣晶格能大于氯化鈉；
故答案為：晶格能與離子的電荷呈正比，電荷越多，晶格能越大，鈣離子、氧離子電荷大于鈉離子、氯離子電荷；
（6）該分別中氟離子個數=8，鈣離子個數=

1

8

×8+6×

1

2

=4，鈣離子和氟離子個數比=4：8=1：2，所以其化學式為
CaF₂；     
該晶胞中含有8個氟離子，4個鈣離子，其質量為

78g

NA

×4，密度為ρ，所以其體積V=

m

ρ

=

4×78g/mol

ag/cm3.6.02×1023/mol

故答案為：CaF₂，

4×78g/mol

ag/cm3.6.02×1023/mol

．

點評：本題以元素的推斷為載體考查了核外電子排布式的書寫、影響晶格能大小的因素、晶胞的有關計算等知識點，難點是計算晶胞的體積，先確定晶胞的質量，再根據質量、體積和密度的關系來計算即可，難度較大．