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10.短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为17.A是元素周期表中原子半径最小的元素,B原子的最外层电子数是其次最外层电子数的2倍,A与E同主族,D原子核外有2个未成对电子.
由长周期元素组成的镧镍合金、铜钙合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力,其中铜钙合金的晶胞结构如图所示.
请根据以上信息回答下列问题:
(1)D元素在周期表中的位置是第二周期VIA族;B、C、D三种元素的第一电离能从大到小的顺序是N>O>C(填元素符号);B${\;}_{2}^{2-}$中心原子的杂化轨道类型为sp杂化.
(2)E和D可以形成一种含有非极性键的离子晶体,请写出这种化合物与水反应的离子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;
(3)铜原子的基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1;
(4)已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23cm3,储氢后形成LaNinH4.5的合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n=5(填数值),氢在合金中的密度为0.25g•cm-3.

分析 短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为17.A是元素周期表中原子半径最小的元素,则A为H元素;B原子的最外层电子数是其次最外层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,则B为碳元素;A与E同主族,E的原子序数大于碳,则E为Na;D原子序数介于碳、Na之间,则D处于第二周期,D原子核外有2个未成对电子,原子核外电子排布为1s22s22p4,则D为O元素;C的原子序数介于碳、氧之间,则C为N元素.

解答 解:短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为17.A是元素周期表中原子半径最小的元素,则A为H元素;B原子的最外层电子数是其次最外层电子数的2倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,则B为碳元素;A与E同主族,E的原子序数大于碳,则E为Na;D原子序数介于碳、Na之间,则D处于第二周期,D原子核外有2个未成对电子,原子核外电子排布为1s22s22p4,则D为O元素;C的原子序数介于碳、氧之间,则C为N元素.
(1)D为O元素,在周期表中的位置是:第二周期VIA族,
同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,氮元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于同周期相邻元素的,故第一电离能从大到小的顺序是N>O>C,
C22-中心C原子形成1个σ键、含有1对孤对电子,C原子的杂化轨道类型为sp杂化,
故答案为:第二周期VIA族;N>O>C;sp杂化;
(2)E和D形成一种含有非极性键的离子晶体为Na2O2,过氧化钠与水反应的离子方程式:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,
故答案为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;
(3)铜原子的基态核外电子排布式为:[Ar]3d104s1,
故答案为:[Ar]3d104s1;
(4)镧镍合金、铜钙合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,由图可知,晶胞中La原子数目为2×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{6}$=3,Ni原子数目为6+18×$\frac{1}{2}$=15,储氢后形成LaNinH4.5的合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),故1:n=3:15,则n=5,晶胞中H原子数目为4.5×3=13.5,晶胞体积为9.0×10-23cm3,氢在合金中的密度为$\frac{13.5}{6.02×1{0}^{23}}$g÷9.0×10-23cm3=0.25g•cm-3,
故答案为:5;0.25g•cm-3.

点评 本题是对物质结构的考查,涉及电离能、杂化轨道、核外电子排布、晶胞计算等知识点,(4)中注意顶点原子为6个晶胞共用,利用均摊法计算解答,难度中等.

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