解题思路:A、B、C、D、E、F为周期表中前四周期的六种元素,它们的原子序数依次增大,由图1可知E元素的第四电离能剧增,则E原子最外层电子数为3,处于ⅢA族,A、B、C三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,三者处于同周期,且第一电离能I1(A)<I1(C)<I1(B),所有元素均不同族,则B处于ⅤA族,C处于ⅥA族,BC2+与AC2互为等电子体,A的核外电子数比B少1,可推知A为C元素、B为氮元素、C为O元素;D、E为同周期相邻元素,结合原子序数可知,二者处于第三周期,可推知E为Al、D为Mg;F元素位于周期表中1~18列中的第11列,则F为Cu,据此解答.
A、B、C、D、E、F为周期表中前四周期的六种元素,它们的原子序数依次增大,由图1可知E元素的第四电离能剧增,则E原子最外层电子数为3,处于ⅢA族,A、B、C三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,三者处于同周期,且第一电离能I1(A)<I1(C)<I1(B),所有元素均不同族,则B处于ⅤA族,C处于ⅥA族,BC2+与AC2互为等电子体,A的核外电子数比B少1,可推知A为C元素、B为氮元素、C为O元素;D、E为同周期相邻元素,结合原子序数可知,二者处于第三周期,可推知E为Al、D为Mg;F元素位于周期表中1~18列中的第11列,则F为Cu,
(1)A为C元素,价层电子排布图为
;NO2+与CO2互为等电子体,二者结构相似,故NO2+的电子式为
;基态Cu原子的核外电子排布简式为[Ar]3d104s1,
故答案为:
;
;[Ar]3d104s1;
(2)E为Al元素,位于周期表中,
E元素的电离能情况如图1所示.E元素在周期表中位于第三周期第ⅢA族;Mg元素单质形成的晶体晶胞类型属于六方最密堆积,
故答案为:第三周期第ⅢA族;六方最密;
(3)C、N两元素所形成的化合物甲的晶体中每个C原子与周围4个N原子形成4个C-N键,每个N原子与周围3个C原子形成3个N-C键,形成空间立体网状结构,属于原子晶体;由于C-N键的键长小于C-C键,键能大于C-C键,故其硬度超过金刚石,化合物甲的晶体中N原子成3个σ键、含有1对孤电子对,采取sp3杂化,
故答案为:原子晶体;C-N键的键长小于C-C键,键能大于C-C键;sp3;
(4)Mg、O两元素可形成的化合物乙为MgO,
①以晶胞体心的白色球研究,与之等距离且最近的黑色球位于面心,由于为1:1型化合物,可知晶胞中D离子的配位数为6,
故答案为:6;
②设D离子半径分别为a,C离子半径分别为b,则晶胞的棱长=2(a+b),则晶胞体积=8(a+b)3,晶胞中白色球数目=黑色球数目=1+12×[1/4]=4,故晶胞中镁离子与阳离子的总体积=4×[4/3]πa3+4×[4/3]πb3=[16/3]π(a3+b3),则其晶体的空间利用率为
16
3π(a3+b3)
8(a+b)3=
2π(a3+b3)
3(a+b)3,
故答案为:
2π(a3+b3)
3(a+b)3.
点评:
本题考点: 位置结构性质的相互关系应用;原子核外电子排布;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
考点点评: 本题是对物质结构的考查,要求考生熟练掌握元素周期表结构、原子核外电子排布式、正确书写电子排布图,了解等电子体结构与性质的关系、原子的轨道杂化形式、晶体常识等基础知识,正确判断晶体类型及结构、并针对晶体结构进行判断和简单运算,难度中等.