Question

19．如表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應(yīng)的元素．

請回答下列問題：
（1）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，②、④、⑨三種元素的原子形成的晶體具有超導(dǎo)性，其晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖所示（圖中②、④、⑨分別位于晶胞的體心、頂點(diǎn)、面心），則該化合物的化學(xué)式為MgNi₃C（用對應(yīng)的元素符號表示）．
（2）某元素的價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，該元素與元素①形成的18電子的X分子的結(jié)構(gòu)式為；該元素還可與元素①形成10電子的氣體分子Y，將過量的Y氣體通入盛有含⑩元素的硫酸鹽溶液中，反應(yīng)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，然后沉淀溶解，變成深藍(lán)色溶液．
（3）比較③，⑤，⑥，⑦，⑧五種元素的電負(fù)性大小，由大到小排列的順序?yàn)镃a＜Al＜S＜Cl＜O（用 元素符號表示）．
（4）⑩元素單質(zhì)晶體采取堆積方式面心立方最密堆積，空間利用率為74%．

Answer 1

分析 由元素周期表可以得出元素①為H，②為C，③為O，④為Mg，⑤為Mn，⑥為S，⑦為Cl，⑧為Ca，⑨為Ni，⑩為Cu；
（1）②、④、⑨分別位于晶胞的體心、頂點(diǎn)、面心，C原子個(gè)數(shù)為1，Mg原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個(gè)數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3；
（2）元素的特征電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，則n=2，故該元素的特征電子排布式為2s²2p³，為N原子，元素與元素①形成的18電子的X分子為N₂H₄；元素①為H元素，與X形成的物質(zhì)為NH₃，與硫酸銅溶液先生成藍(lán)色沉淀，后形成絡(luò)合物；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；
（4）Cu單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方密堆積，利用均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目，設(shè)Cu原子半徑為r，則晶胞棱長為4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r，空間利用率=$\frac{晶胞中原子總體積}{晶胞體積}$×100%．

解答 解：由元素周期表可以得出元素①為H，②為C，③為O，④為Mg，⑤為Mn，⑥為S，⑦為Cl，⑧為Ca，⑨為Ni，⑩為Cu；
（1）②、④、⑨分別位于晶胞的體心、頂點(diǎn)、面心，C原子個(gè)數(shù)為1，Mg原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個(gè)數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3，化學(xué)式為MgNi₃C，故答案為：MgNi₃C；
（2）元素的特征電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，則n=2，故該元素的特征電子排布式為2s²2p³，為N原子，元素與元素①形成的18電子的X分子為N₂H₄，其結(jié)構(gòu)式為；元素①為H元素，與X形成的物質(zhì)為NH₃，與硫酸銅溶液先生成藍(lán)色沉淀，后形成絡(luò)合物，則觀察到的現(xiàn)象為先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，然后沉淀溶解，變成深藍(lán)色溶液，
故答案為：；先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，然后沉淀溶解，變成深藍(lán)色溶液；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性從小到大順序是Ca＜Al＜S＜Cl＜O，故答案為：Ca＜Al＜S＜Cl＜O；   
（4）Cu單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方密堆積，晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，設(shè)Cu原子半徑為r，則晶胞中Cu原子總體積為4×$\frac{4}{3}$πr³，設(shè)Cu原子半徑為r，則晶胞棱長為4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r，晶胞體積為（2$\sqrt{2}$r）³=16$\sqrt{2}$r³，空間利用率=$\frac{\frac{16}{3}π{r}^{3}}{16\sqrt{2}{r}^{3}}$×100%=74%，
故答案為：面心立方最密堆積；74%．

點(diǎn)評 本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及元素周期表、氫鍵、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算，是對學(xué)生綜合能力的考查，（4）為解答的難點(diǎn)，需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力，題目難度中等．