Question

如表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分別代表一種化學元素．

試回答下列問題：

（1）請寫出元素O的基態(tài)原子電子排布式

 

．
（2）c元素的一種同素異形體與熔融的n單質(zhì)形成石墨間隙化合物，比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學式可寫作C_xK，其平面圖形見圖1，則x值為

 

．
（3）第三周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如圖2，其中序號“8”代表

 

（填元素符號）；其中電負性最大的是

 

（填右圖中的序號）．
（4）由i原子跟d原子以1：1相互交替結(jié)合而形成的晶體，晶型與晶體j相同．則i與d形成的晶體中一個晶胞中含有4個i原子；與同一個i原子相連的d原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為

 

，d原子的雜化類型為

 

．
（5）i單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖3甲所示，其晶胞特征如圖3乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖3丙所示．若已知i的原子半徑為dcm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，i的相對原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為

 

_g/cm³  （用字母表示）．

Answer 1

分析：根據(jù)元素周期表知，a-o各元素分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Fe．
（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
（2）可以取三個鉀原子形成的小三角形為計算單位，其完全占有的碳原子數(shù)是4，每個K為6個小三角形共用，利用均攤法計算K原子個數(shù)，據(jù)此解答；
（3）第三周期8種元素的單質(zhì)中只有Si為原子晶體，熔沸點最大；
同周期隨原子序數(shù)增大，電負性增大，故Cl元素電負性最大，氯氣的沸點僅高于氬；
（3）AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與個N原子相連，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與同一個Al原子相連的N原子構(gòu)成正四面體；N原子成4個共價鍵（存在配位鍵），不含孤對電子，采取sp³雜化；
（5）利用均攤法計算晶胞中含有的原子個數(shù)，進而計算晶胞中含有原子的質(zhì)量，Al的原子半徑為dcm，由圖丙可知，晶胞的棱長=4d cm×

2

2

=2

2

d cm，再計算晶胞的體積，再根據(jù)密度公式計算其密度．

解答：解：（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理可知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）可以取三個鉀原子形成的小三角形為計算單位，其完全占有的碳原子數(shù)是4，每個K為6個小三角形共用，占有的鉀原子數(shù)為

1

6

×3=

1

2

，故碳原子數(shù)和鉀原子數(shù)之比是4：

1

2

=8：1，故x=8，
故答案為：8；
（3）第三周期8種元素的單質(zhì)中只有Si為原子晶體，熔沸點最大，由圖可知序號“8”代表的為Si；同周期隨原子序數(shù)增大，電負性增大，故Cl元素電負性最大，氯氣的沸點僅高于氬，故序號“2”為Cl，
故答案為：Si；2．
（4）AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與個N原子相連，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與同一個Al原子相連的N原子構(gòu)成正四面體；N原子成4個共價鍵（存在配位鍵），不含孤對電子，采取sp³雜化，
故答案為：正四面體；sp³；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Al原子的數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，該晶胞中原子的質(zhì)量=4×

M

NA

g，由信息可知晶胞圖可知為面心立方，Al的原子半徑為dcm，由圖丙可知，晶胞的棱長=4d cm×

2

2

=2

2

d cm，故晶胞的體積=（2

2

d cm）³=16

2

d³ cm³，所以其密度=

4× M NA g

16 2 d3 cm3

=

M

4 2 NA?d3

 g/cm³，
故答案為：

M

4 2 NA?d3

．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、晶胞結(jié)構(gòu)與計算、元素周期律、晶體類型與單質(zhì)熔沸點的關(guān)系等知識點，（4）中AlN的結(jié)構(gòu)為難點，（5）中計算的關(guān)鍵是確定晶胞的棱長，難點中等．