Question

已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期且原子序數(shù)依次增大，A的p能級電子數(shù)是s能級的一半，C的基態(tài)原子2p軌道有2個(gè)未成對電子；C與D形成的化合物中C顯正化合價(jià)；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，F(xiàn)的內(nèi)部各能層均排滿，且最外層電子數(shù)為1．
請回答下列問題：
（1）C原子基態(tài)時(shí)電子排布式為

 

．
（2）B、C兩種元素第一電離能為：

 

＞

 

（用元素符號表示）．試解釋其因：

 

．
（3）任寫一種與AB^_離子互為等電子體的離子

 

．
（4）B與C形成的四原子陰離子的立體構(gòu)型為

 

，其中B原子的雜化類型是

 

．
（5）F（OH）₂難溶于水，易溶于氨水，寫出其溶于氨水的離子方程式

 

．
（6）D和E形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其化學(xué)式為

 

，∠EDE=

 

；E的配位數(shù)是

 

；已知晶體的密度為ρg?cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則晶胞邊長a=

 

cm．（用ρ、N_A的計(jì)算式表示）

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計(jì)算

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：元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數(shù)依次增大，A的p能級電子數(shù)是s能級的一半，A原子核外只能有2個(gè)電子層，核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C的基態(tài)原子2p軌道有2個(gè)未成對電子，原子序數(shù)大于A，故其核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，B的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則B為氮元素；C與D形成的化合物中C顯正化合價(jià)，則D的電負(fù)性大于C，所以D是F元素；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，處于第四周期，F(xiàn)原子序數(shù)大于E，也處于第四周期，其內(nèi)部各能層均排滿，且最外層電子數(shù)為1，則F的核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，故F為Cu；結(jié)合原子序數(shù)可知，E原子最外層電子數(shù)只能為2，M層電子數(shù)是8，則E是Ca元素，據(jù)此解答．

解答： 解：元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數(shù)依次增大，A的p能級電子數(shù)是s能級的一半，A原子核外只能有2個(gè)電子層，核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C的基態(tài)原子2p軌道有2個(gè)未成對電子，原子序數(shù)大于A，故其核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，B的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則B為氮元素；C與D形成的化合物中C顯正化合價(jià)，則D的電負(fù)性大于C，所以D是F元素；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，處于第四周期，F(xiàn)原子序數(shù)大于E，也處于第四周期，其內(nèi)部各能層均排滿，且最外層電子數(shù)為1，則F的核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，故F為Cu；結(jié)合原子序數(shù)可知，E原子最外層電子數(shù)只能為2，M層電子數(shù)是8，則E是Ca元素，
（1）C是O元素，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴，故答案為：1s²2s²2p⁴；
（2）B是N元素，C是O元素，二者同周期相鄰，氮原子核外2p能級容納3個(gè)電子，處于半充滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能量較低，不易失去電子，故第一電離能比氧原子大，
故答案為：N＞O；氮原子核外2p能級容納3個(gè)電子，處于半充滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能量較低，不易失去電子；
（3）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微�；�為等電子體，與CN^-離子互為等電子體離子有C₂^2-或O₂²⁺，故答案為：C₂^2-或O₂²⁺；
（4）B與C形成的四原子陰離子為NO₃^-，NO₃^-離子中N原子價(jià)層電子對數(shù)=3+

5+1-2×3

2

=3，且N原子不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，N原子采用sp²雜化，故答案為：平面三角形；sp²；
（5）Cu（OH）₂溶于氨水的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）該晶胞中F原子個(gè)數(shù)=8，鈣原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以鈣原子和氟原子個(gè)數(shù)之比=4：8=1：2，則其化學(xué)式為：CaF₂，每個(gè)D原子與周圍的4個(gè)E原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，故∠EDE=109°28′，D的配位數(shù)是4，則E原子的配位數(shù)是8，晶胞的質(zhì)量=4×

78

NA

g=

312

NA

g，邊長=

3	312 NA g ρ g?cm-3

=

3	312 ρ?NA

cm，
故答案為：CaF₂；109°28′；8；

3	312 ρ?NA

cm．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及電離能、等電子體、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，為�？贾�識點(diǎn)，注意掌握中學(xué)常見配合物，晶胞結(jié)構(gòu)需要學(xué)生具有一定的空間想象能力，側(cè)重對學(xué)生綜合能量的考查，難度中等．