Question

在元素周期表中，某稀有氣體元素原子的最外層電子構型為4s²4p⁶，與其同周期的 A、B、C、D四種元素，它們的原子最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7．其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8，B、D兩元 素原子的次外層電子數(shù)為18，E、D兩元素處于同族，且在該族元素中，E的氣態(tài)氫化物的沸點最高．
（1）B元素在周期表中的位置

 

； D元素基態(tài)原子電子排布式為

 

．
（2）E的氫化物在同族元素中沸點最高的原因是

 

．
（3）C原子構成的金屬晶體原子堆積方式為：

 

，空間利用率為

 

．
（4）已知B離子類似Cu²⁺能與NH₃形成配合離子，且兩者配位數(shù)也相同，請類比Cu（OH）₂溶于氨水的反應，寫出B的氫氧化物溶于氨水的反應方程式：

 

．
（5）A元素可與E元素形成離子化合物，它的晶胞如右圖所示，E離子的配位數(shù)為

 

．每個A離子周圍與之最近等距的A離子有

 

個．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：在元素周期表中，某稀有氣體元素原子的最外層電子構型為4s²4p⁶，處于第四周期，與其同周期的 A、B、C、D四種元素，它們的原子最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7，其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8，則A為Ca、C為K，B、D兩元素原子的次外層電子數(shù)為18，則B為Zn、D為Br，E、D兩元素處于同族，且在該族元素中，E的氣態(tài)氫化物的沸點最高，則E為F，據(jù)此解答．

解答： 解：在元素周期表中，某稀有氣體元素原子的最外層電子構型為4s²4p⁶，處于第四周期，與其同周期的 A、B、C、D四種元素，它們的原子最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7，其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8，則A為Ca、C為K，B、D兩元素原子的次外層電子數(shù)為18，則B為Zn、D為Br，E、D兩元素處于同族，且在該族元素中，E的氣態(tài)氫化物的沸點最高，則E為F，
（1）B為Zn元素，處于周期表中第四周期ⅡB族；D為Br元素，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，
故答案為：四周期ⅡB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（2）HF分子間存在氫鍵，破壞它需要較高的能量，所以沸點較高，
故答案為：HF分子間存在氫鍵，破壞它需要較高的能量；
（3）C為K，晶體為體心立方堆積，晶胞中K原子數(shù)目=1+8×

1

8

=2，令K原子半徑為r，則晶胞中原子總體積=2×

4

3

πr³，令晶胞棱長為a，則3a²=（4r）²，故a=

4 3 r

3

，故晶胞體積=（

4 3 r

3

）³=

64

3 3

r³，故晶胞空間利用率為

2× 4 3 πr3

64 3 3 r3

×100%=68%，
故答案為：體心立方堆積；68%；
（4）Zn²⁺離子類似Cu²⁺能與NH₃形成配合離子，且兩者配位數(shù)也相同，類比Cu（OH）₂溶于氨水的反應，Zn（OH）₂溶于氨水的反應方程式為：Zn（OH）₂+4NH₃=[Zn（NH₃）₄]（OH）₂，
故答案為：Zn（OH）₂+4NH₃=[Zn（NH₃）₄]（OH）₂；
（5）Ca元素可與F元素形成離子化合物，晶胞中藍色球數(shù)目為8，綠色球數(shù)目=6×

1

2

+8×

1

8

=4，故藍色球為
F^-離子，綠色球為Ca²⁺離子，F(xiàn)^-離子周圍有4個Ca²⁺離子，F(xiàn)^-離子的配位數(shù)為4，以頂點Ca²⁺離子研究，與之最近且等距離的Ca²⁺離子位于面心，每個頂點為12個面共用，故每個Ca²⁺離子周圍與之最近等距的Ca²⁺離子有12個，
故答案為：4；12．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、氫鍵、配合物、晶胞計算等，利用均攤法進行晶胞有關計算，需要學生具有一定的空間想象與數(shù)學運算能力，難度中等．