Question

【題目】己知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，他們的原子序數依次增大。其中A原子的L層有2個未成對電子。D是電負性最大的元素，E與F同主族，E的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。G3+離子3d軌道電子為半滿狀態。請根據以上情況，回答下列問題:（答題時，用所對應的元素符號表示）

⑴A、B、C的第一電離能由小到大的順序為_____________。D的核外有____種運動狀態不同的電子。

⑵A的最簡單氫化物屬于______(填“極性分子”和“非極性分子”)。AH3+離子空間構型是________，其中心原子采取______雜化。

⑶G和M (質子數為25)兩元素的部分電離能數據列于下表：

元素		M	G
電離能 (kJmol-1)	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

比較兩元素的I2、I3可知，氣態M2+再失去一個電子比氣態G2+再失去一個電子難。其原因是____________；

⑷晶體熔點：EC____FC (填“ > ”、“<”或“=”)，原因是_______________。

(5)H2S和C元素的一種氫化物(分子式為H2C2)的主要物理性質比較如下：

	熔點/K	沸點/K	標準狀況時在水中的溶解度
h2s	187	202	2.6
H2C2	272	423	以任意比互溶

h2s和H2C2的相對分子質量基本相同，造成上述物理性質差異的主要原因___________。

(6)FD2晶胞如圖，已知DF核間距為a pm，則該晶體密度ρ=______g㎝-3(用帶a、NA的算式表示，不必化簡）

Answer 1

【答案】 C<0<N 9 非極性分子 平面三角形 sp2雜化 Mn2+的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定 > MgO與CaO都為離子晶體，Mg2+半徑小于Ca2+，則MgO的晶格能大于CaO,所以熔點高 H2O2分子間存在氫鍵、與水分子可形成氫鍵

【解析】A、B、C、D、E、G都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大，D是電負性最大的元素，D為F元素；A原子的L層有2個未成對電子，核外電子排布式為1s22s22p2、1s22s22p4，A的原子序數最小，則A為C元素，根據原子序數依次增大，B為N元素，C為O元素；E與F同主族，E的二價陽離子與O2-具有相同的電子層結構，則E為Mg，F為Ca；G3+離子M層3d軌道電子為半滿狀態，則G原子核外電子排布為1s22s22p63s23d64s2，則G為Fe元素；

⑴同周期元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，由于N的2p電子為半充滿狀態性質穩定，則第一電離能大于O，則第一電離能C＜O＜N；F原子核外有9個電子，則核外有9種運動狀態不同的電子；

⑵A的最簡單氫化物是CH4，甲烷分子中價層電子對個數是4且不含孤電子對，所以甲烷分子為正四面體結構，C原子采用sp3雜化，該分子正負電荷重心重合，所以為非極性分子；CH3+離子的價層電子對數=3+=3，應為sp2雜化，孤對電子對數為0，故為平面三角形；

⑶Mn2+的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，而Fe2+再失去一個電子形成Fe3+的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定，故則Mn2+再失去一個電子比氣態Fe2+再失去一個電子難；

⑷MgO、CaO都是離子晶體，離子晶體熔沸點與其晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比，MgO、CaO中陰陽離子所帶電荷相等，但鎂離子半徑小于鈣離子，所以MgO的晶格能大于CaO，所以MgO的熔點高；

(5) C為O元素，非金屬性較強，對應的氫化物能形成氫鍵，且與水分子之間也可以形成氫鍵，所以H2O2的沸點比H2S高；

(6)晶胞中Ca2+位于頂點，數目為8+6×=4：F-位于體內數目為8，則每個晶胞中含有4個CaF2，晶胞的質量為g，Ca與F核間距為a pm，則立方體的對角線長為4apm，晶胞的邊長為pm，晶胞的體積為（pm）3=（cm）3，該晶體密度ρ=g㎝-3。