Question

15．A、B、C、D、E代表五種常見元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．其中元素E的基態(tài)3d軌道上有2個電子，A的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，B是地殼中含量最多的元素，C是短周期中最活潑的金屬元素，D與C可形成CD型離子化合物．請回答下列問題：
（1）E的基態(tài)原子價層電子排布式為3d²4s²．
（2）AB₂分子中，A的雜化類型為sp．
（3）AB₂形成的晶體的熔點低于（填“大于”、“小于”或“無法判斷”）CD形成的晶體的熔點，原因是CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體．
（4）E與B形成的一種橙紅色晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，其化學(xué)式為TiO₂（用元素符號表示）．
（5）由C、D兩元素形成的化合物組成的晶體中，陰、陽離子都具有或近似具有球型對稱結(jié)構(gòu)，它們都可以看做剛性圓球，并彼此“相切”．如圖2所示為C、D形成化合物的晶胞結(jié)構(gòu)圖以及如圖3的晶胞的剖面圖：

若a=5.6×10^-8 cm，則該晶體的密度為2.2g•cm^-3（精確到小數(shù)點后1位）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E代表五種常見元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．其中元素E的基態(tài)3d軌道上有2個電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，則E為Ti；A的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，L層電子數(shù)為4，故A為碳元素；B是地殼中含量最多的元素，則B為O元素；C是短周期中最活潑的金屬元素，則C為Na；D與C可形成CD型離子化合物，則D為Cl，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E代表五種常見元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．其中元素E的基態(tài)3d軌道上有2個電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，則E為Ti；A的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，L層電子數(shù)為4，故A為碳元素；B是地殼中含量最多的元素，則B為O元素；C是短周期中最活潑的金屬元素，則C為Na；D與C可形成CD型離子化合物，則D為Cl．
（1）E為Ti，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，基態(tài)原子價層電子排布式為3d²4s²，故答案為：3d²4s²；
（2）CO₂分子結(jié)構(gòu)式為O=C=O，碳原子成2個δ鍵、沒有孤對電子，故C原子采取sp雜化，故答案為：sp；
（3）CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體，通常情況下，離子晶體熔點大于分子晶體熔點，故CO₂形成的晶體的熔點低于NaCl，
故答案為：低于；CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體；
（4）該晶胞中Ti原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子個數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，則Ti、O原子個數(shù)之比=2：4=1：2，則化學(xué)式為TiO₂，故答案為：TiO₂；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Na⁺為黑球，Cl^-為白球，晶胞中Na⁺離子數(shù)目=1+12×$\frac{1}{4}$=4，Cl^-離子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞質(zhì)量=$\frac{4×58.5}{6.02×1{0}^{23}}$g，晶胞體積=（5.6×10^-8cm）³，則該晶體的密度為$\frac{4×58.5}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（5.6×10^-8cm）³=2.2 g•cm^-3，
故答案為：2.2．

點評 本題主要考查了原子核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)與計算、原子軌道雜化類型等知識，意在考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用能力，注意利用均攤法進行晶胞計算．