Question

已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數依次增大, A的p能級電子數是s能級電子數的一半，C的基態原子2p軌道有2個未成對電子；C與D形成的化合物中C顯正化合價；E的M層電子數是N層電子數的4倍，F的內部各能級層均排滿，且最外層電子數為1。請回答下列問題：
（1）C原子基態時的電子排布式為              。 
（2）B、C兩種元素第一電離能為:     ﹥         (用元素符號表示)。
試解釋其原因：                                                         。
（3）任寫一種與AB^－  離子互為等電子體的微粒                                 。
（4）B與C形成的四原子陰離子的立體構型為           ，其中B原子的雜化類型是        。
（5）D和E形成的化合物的晶胞結構如圖,其化學式為        ，E的配位數是               ；已知晶體的密度為  ρ g·cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，則晶胞邊長a=           cm.（用含、N_A的計算式表示)

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁴；（2）N＞O；氮原子核外2p亞層處于半充滿的較穩定結構，不易失去電子，故第一電離能比氧原子大；（3）CO或C₂^2- 或O₂²⁺；（4）平面三角形，sp²；（5）CaF₂，8， 。

試題分析：根據題意知，元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數依次增大， A的p能級電子數是s能級電子數的一半，A的原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則A為碳元素；C的基態原子2p軌道有2個未成對電子，C的原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素；又A、B、C原子序數依次增大，則B為氮元素；C與D形成的化合物中C顯正化合價，則D為氟元素；E的M層電子數是N層電子數的4倍，則E為鈣元素；F的內部各能級層均排滿，且最外層電子數為1，則F為銅元素。（1）C為氧元素，原子基態時的電子排布式為1s²2s²2p⁴；（2）B為氮元素，C為氧元素，氮原子核外2p亞層處于半充滿的較穩定結構，不易失去電子，兩種元素第一電離能為N＞O；（3）根據等電子體概念知，與CN^－離子互為等電子體的微粒為CO或C₂^2- 或O₂²⁺；（4）根據價層電子對互斥理論判斷，B與C形成的四原子陰離子NO₃^—的立體構型為平面三角形，其中B原子的雜化類型是sp²；（5）利用切割法結合化合物的晶胞判斷，其化學式為CaF₂，E的配位數是8；由化合物CaF₂的晶胞結構可知，1個晶胞中含有鈣離子數目為8×1/8+6×1/2=4，含有氟離子數目為8，所以1mol晶胞的質量為312g，又晶體的密度為ρ g·cm^-3，則1個晶胞的體積312/ρN_Acm³，則晶胞邊長a=cm。