问题 问答题

[化学--选修物质结构与性质]

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大.其中A、C原子的L层有2个未成对电子.D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构.F3+离子M层3d轨道电子为半满状态.请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)

(1)写出F原子的电子排布式______,F位于周期表______区.

(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为______.

(3)F和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表:

元    素MF
电能

(kJ•mol-1

I1717759
I215091561
I332482957
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难.对此,你的解释是______、______;

(4)已知F晶体的堆积方式与金属钾相同,则F晶胞中F原子的配位数为______,一个晶胞中F原子的数目为______.

(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2)的主要物理性质比较如下:

熔点/K沸点/K标准状况时在水中的溶解度
H2S1872022.6
H2C2272423以任意比互溶
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因______.

答案

A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大.A、C原子的L层有2个未成对电子,为碳元素和氧元素,原子序数A<C,所以A为C元素,C为O元素;B的原子序数介于A与C之间,所以B为N元素;

D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,D为Mg元素,D与E同主族,原子序数D<E,则E为Ca元素;

F3+离子M层3d轨道电子为半满状态,则F为Fe元素.

即A为C元素,B为N元素,C为O元素,D为Mg元素,E为Ca元素,F为Fe元素.

(1)F为Fe元素,核内有26个质子,原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,位于d区.

故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;d.

(2)A为C元素,B为N元素,C为O元素,同周期元素从左到右元素的第一电离能逐渐减小,则C元素的最小,由于N的2p轨道电子为半充满状态,难以失去电子,第一电离能大于O,所以第一电离能从大到小的顺序为:N>O>C.

故答案为:N>O>C.

(3)F为Fe元素,M为Mn元素,Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定,而Fe2+的3d轨道电子数为6,不是较稳定状态,所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难.

故答案为:Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定,而Fe2+的3d轨道电子数为6,不是较稳定状态.

(4)Fe晶体的堆积方式与金属钾相同,金属钾为体心立方结构,则Fe晶胞中Fe原子的配位数为8,;晶胞中F原子的数目为1+8×

1
8
=2.

故答案为:8;2.

(5)H2C2为H2O2,氧元素电负性很强,H2O2分子间存在氢键,所以熔沸点比H2S高;氧元素电负性很强,H2O2分子与水分子可形成氢键,所以与任意比互溶.

故答案为:氧元素电负性很强,H2O2分子间存在氢键,所以熔沸点比H2S高,H2O2分子与水分子可形成氢键,所以与任意比互溶.

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