Question

A，B，C，D，E五種元素，均位于周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為57；B原子的L層P軌道中有2個電子，C的原子核外有三個未成對電子，D與B原子的價電子數(shù)相同，E原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2：1，其d軌道處于全充滿狀態(tài)．
（1）B，D可分別與A形成只含一個中心原子的共價化合物X和Y，其中X的電子式為

 

；Y采取的雜化軌道類型為

 

；C與A形成的常見化合物的分子構(gòu)型為

 

．
（2）B和D的最高價氧化物的晶體中熔點較高的是

 

（填化學(xué)式），其原因

 

．
（3）B與C比較電負(fù)性較大的是

 

（填元素符號），E²⁺的核外電子排布式為

 

．
（4）E²⁺與C的常見氫化物形成的配離子的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（5）鋁單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．若已知鋁原子半徑為d，N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，摩爾質(zhì)量為M，則該原子的配位數(shù)

 

，該晶體的密度可表示為

 

，據(jù)下圖計算，Al原子采取的面心立方堆積的空間利用率為

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E五種元素，均位于周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增加，B原子的L層P軌道中有2個電子，其原子核外電子排布為你1s²2s²2p²，則B為碳元素；E原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2：1，其d軌道處于全充滿狀態(tài)，則E原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，故E為Cu元素；D與B原子的價電子數(shù)相同，結(jié)合原子序數(shù)可知D為Si，C的原子核外有三個未成對電子，原子序數(shù)小于Si，則其外圍電子排布為2s²2p³，故C為N元素；五元素核電荷數(shù)之和為57，故A的核電荷數(shù)=57-6-7-14-29=1，故A為H元素，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E五種元素，均位于周期表的前四周期，它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為57；B原子的L層P軌道中有2個電子，其原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則B為碳元素；E原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2：1，其d軌道處于全充滿狀態(tài)，則E原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，故E為Cu元素；D與B原子的價電子數(shù)相同，結(jié)合原子序數(shù)可知D為Si，C的原子核外有三個未成對電子，原子序數(shù)小于Si，則其外圍電子排布為2s²2p³，故C為N元素，五元素核電荷數(shù)之和為57，故A的核電荷數(shù)=57-6-7-14-29=1，故A為H元素，
（1）C、Si可分別與H元素形成只含一個中心原子的共價化合物X和Y，則X為CH₄、Y為SiH₄，
CH₄分子中C原子與H原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，；SiH₄中Si原子呈4個σ鍵、不含孤電子對，故Si原子采取sp³雜化；N與H形成的常見化合物為NH₃，分子構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：；sp³；三角錐形；
（2）B和D的最高價氧化物分別為CO₂、SiO₂，由于SiO₂是原子晶體而CO₂是分子晶體，故熔點較高，
故答案為：SiO₂；SiO₂是原子晶體而CO₂是分子晶體；
（3）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢，且N元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，故N元素第一電離能高于碳元素；Cu²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：N；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（4）Cu²⁺與C的常見氫化物NH₃形成的配離子的離子反應(yīng)方程式為Cu²⁺+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺，故答案為：Cu²⁺+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（5）由圖可知，晶胞為面心立方堆積，以頂點的原子分析，位于面心的原子與之相鄰最近，1個頂點原子為12個面共用，故配位數(shù)為12；
鋁原子半徑為d，由圖丙可知，正方形對角線長度為4d，立方體的棱長為

2

2

×4d=2

2

d，晶胞體積為（2

2

d ）³=16

2

d³ ，晶胞中含有原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Al相對原子質(zhì)量為M，故晶胞的質(zhì)量=4×

M

NA

g，故晶體的密度=

4× M NA

16 2 d3

=

M

4 2 d3?NA

；
晶體為面心立方最密堆積，空間利用率為74%，
故答案為：12；

M

4 2 d3?NA

；74%．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及元素周期律、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、核外電子排布、晶體類型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，注意對電離能突變的理解，晶胞計算需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)計算能力與空間想象力，難度中等．