Question

3．表1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(xué)元素．

試回答下列問題：
（1）F^-的結(jié)構(gòu)示意圖．
（2）D的氣態(tài)氫化物的VSEPR模型為四面體，其中心原子的雜化類型為sp³雜化，分子的空間構(gòu)型為三角錐形．
（3）G、H和I的第一電離能數(shù)值由大到小的順序為：Mg＞Al＞Na（用元素符號作答）．
（4）元素M的化合物（MO₂Cl₂）在有機合成中可作氧化劑或氯化劑，能與許多有機物反應(yīng)．請回答下列問題：
①與M同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與M原子相同的元素還有K、Cu（填元素符號）
②MO₂Cl₂常溫下為深紅色液體，能與CCl₄、CS₂等互溶，據(jù)此可判斷MO₂Cl₂是非極性（填“極性”或“非極性”）分子．
③在C₂H₄、CH₃Cl、CH₂O、CS₂、CCl₄五種有機化合物中，碳原子采取sp²雜化的分子有C₂H₄、CH₂O（填分子式）．
（5）已知元素N可形成一種紅紫色配合物，其組成為NCl₃•5NH₃•H₂O．該配合物中的中心離子N離子在基態(tài)時核外簡化電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，又已知中心離子N離子的配位數(shù)是6，1mol該物質(zhì)與足量的硝酸銀反應(yīng)可生成3molAgCl，則該物質(zhì)的配體是氨氣分子和水分子．
（6）過去常以JE₂為催化劑的載體．JE₂的晶胞可作如下推導(dǎo)：先將NaCl晶胞中的所有Na⁺去掉，并將Cl^-全部換成J原子，再在每兩個不共面的“小立方體”中心處各放置一個J原子便構(gòu)成了晶體J的一個晶胞．則一個J的晶胞中有8個J原子．再在每兩個相鄰的J原子（距離最近的兩個J原子）中心連線的中點處增添一個E原子，便構(gòu)成了JE₂晶胞，故JE₂晶胞中有16個E原子．

Answer 1

分析 由元素在周期表中的位置可知，A為H，R為He，B為Li，C為C，D為N，E為O，F(xiàn)為F，T為Ne，G為Na，H為Mg，I為Al，J為Si，K為S，L為Cl，M為Cr，N為Co，
（1）F為F，F(xiàn)^-的最外層有10個電子，據(jù)此可畫出結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）D的氣態(tài)氫化物為氨氣，氮原子價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，其中有一對孤電子對，據(jù)此答題；
（3）金屬活潑性越強，第一電離能越小，但Mg的最外層s電子全滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能最大；
（4）①Cr的價電子為3d⁵4s¹，同周期中K的價電子為4s¹，Cu的價電子為3d¹⁰4s¹；
②CCl₄、CS₂等為非極性分子，非極性分子易溶于非極性分子；
③CH₃Cl、CCl₄中C原子為sp³雜化，為四面體結(jié)構(gòu)；而C₂H₄、CH₂O中C原子為sp²雜化，為平面結(jié)構(gòu)；CS₂中C原子為sp雜化，為直線結(jié)構(gòu)；
（5）根據(jù)電子排布式的書寫規(guī)則書寫，中心離子鈷離子的配位數(shù)是6，1mol該物質(zhì)與足量的硝酸銀反應(yīng)可生成3molAgCl，說明該物質(zhì)中氯元素是外界，為氯離子，則氨氣分子和水分子為配體；
（6）NaCl晶胞如圖：，將NaCl晶胞中的所有Na⁺去掉，并將Cl^-全部換成Si原子，再在每兩個不共面的“小立方體”中心處各放置一個Si原子便構(gòu)成了晶體Si的一個晶胞，則黑球可以看成是Si原子，“小立方體”中可放置四個Si原子，再在每兩個硅原子之間連一個氧原子，即形成二氧化硅硅胞，利用均攤法可計算晶胞中各原子數(shù)．

解答 解：由元素在周期表中的位置可知，A為H，R為He，B為Li，C為C，D為N，E為O，F(xiàn)為F，T為Ne，G為Na，H為Mg，I為Al，J為Si，K為S，L為Cl，M為Cr，N為Co，
（1）F為F，F(xiàn)^-的最外層有10個電子，離子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）D的氣態(tài)氫化物為氨氣，氮原子價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，其中有一對孤電子對，所以VSEPR模型為四面體，空間構(gòu)型為三角錐型，N原子采取sp³雜化，氨分子的空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：四面體；sp³雜化；三角錐形；
（3）金屬活潑性越強，第一電離能越小，但Mg的最外層s電子全滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能最大，所以第一電離能為Mg＞Al＞Na，
故答案為：Mg＞Al＞Na；
（4）①Cr的價電子為3d⁵4s¹，同周期中K的價電子為4s¹，Cu的價電子為3d¹⁰4s¹，則與Cr同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與Cr原子相同的元素有K、Cu，故答案為：K、Cu；
②CCl₄、CS₂等為非極性分子，非極性分子易溶于非極性分子，MO₂Cl₂常溫下為深紅色液體，能與CCl₄、CS₂等互溶，則MO₂Cl₂是非極性分子，
故答案為：非極性；
③CH₃Cl、CCl₄中C原子為sp³雜化，為四面體結(jié)構(gòu)；而C₂H₄、CH₂O中C原子為sp²雜化，為平面結(jié)構(gòu)；CS₂中C原子為sp雜化，為直線結(jié)構(gòu)，所以碳原子采取sp²雜化的分子有C₂H₄、CH₂O，
故答案為：C₂H₄、CH₂O；
（5）N為Co，鈷離子的化合價是+3價，鈷離子核外有24個電子，其基態(tài)時核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，
中心離子鈷離子的配位數(shù)是6，1mol該物質(zhì)與足量的硝酸銀反應(yīng)可生成3molAgCl，說明該物質(zhì)中氯元素全部是外界，為氯離子，則氨氣分子和水分子為配體，其化學(xué)式為[Co（NH₃）₅ H₂O]Cl₃，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，氨氣分子和水分子；
（6）NaCl晶胞如圖：，將NaCl晶胞中的所有Na⁺去掉，并將Cl^-全部換成Si原子，再在每兩個不共面的“小立方體”中心處各放置一個Si原子便構(gòu)成了晶體Si的一個晶胞，則黑球可以看成是Si原子，“小立方體”中可放置四個Si原子，故Si晶胞中有4+1+12×$\frac{1}{4}$=8個Si原子，在每兩個相鄰的Si原子（距離最近的兩個Si原子）中心連線的中點處增添一個O原子，則晶胞中有$4×6×\frac{1}{2}+4$=16個O原子，
故答案為：8；16．

點評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的應(yīng)用，題目綜合性較強，涉及元素的推斷、電離能大小的判斷、核外電子排布式的書寫、晶胞的結(jié)構(gòu)分析和計算等知識點，題目難度中等，答題時要熟記元素周期表．