Question

【題目】元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，且均小于36。A的基態原子2p能級有3個單電子；C的基態原子2p能級有1個單電子；D的價電子數為2且與E同周期；E的基態原子的內部各能層均排滿，且4s能級有1個單電子。回答下列問題：

(1)基態E原子的價電子排布式為____________________

(2)A、B、C三種元素第一電離能由大到小的順序為___________（用元素符號表示）。

(3)與A的單質分子互為等電子體的分子和離子分別是________（用分子和離子符號表示）。AB2的空間構型為___________，其中A原子的雜化類型是_______________

(4)B元素簡單氫化物的沸點是同族元素中最高的，原因是_____________

(5)向含E元素的硫酸鹽溶液中加入過量氨水，可得到深藍色透明溶液。向溶液中加人乙醇，將析出深藍色晶體。該晶體的化學式為[Cu(NH3)4]SO4H2O晶體中陽離子的結構式為____________

(6)C和D形成化合物的晶胞結構如圖所示，已知晶體的密度為ρg/cm，阿伏加德羅常數為NA，則晶胞邊長a=______________cm(用含ρ、NA的計算式表示）。

Answer 1

【答案】3d104s1 F＞N＞O CO和CN-(或C22-) 平面三角形 sp2 B的氫化物為H2O，水分子間存在氫鍵

【解析】

元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，且均小于36。A的基態原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s22s22p3，則A是N元素；C的基態原子2p能級有1個單電子，且C的原子序數大于A，其原子核外電子排布為1s22s22p5，所以C是F元素，結合原子序數可推知B是O元素；E的基態原子的內部各能層均排滿，且4s能級有1個單電子，且原子序數小于36，則E處于第四周期，其基態原子的價電子排布式[Ar]3d104s1，則E是Cu元素；D與E同周期，價電子數為2，則D是Ca元素，據此解答。

(1)依據分析可知E是銅元素，根據構造原理知，其基態原子的價電子排布式[Ar]3d104s1，故基態Cu原子的價電子排布式為：3d104s1；

(2)同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第VA族元素第一電離能大于第VIA族元素，所以A、B、C三元素第一電離能由大到小的順序為F＞N＞O；

(3)A是N元素，A的單質分子為氮氣(N2)，2個原子構成，價電子數為10，互為等電子體的分子和離子分別是CO和CN-或C22-；AB2構成的物質為NO2，N原子的成鍵電子對數為2，孤電子對數=×(5-2×2)=0.5，計算出來的孤電子對不是整數，這時應當作1來對待，因為，單電子也要占據一個孤對電子軌道，NO2的價層電子對=2+1，所以NO2的VSEPR模型為平面三角形，N原子的雜化類型是sp2雜化；

(4)B是O元素，O元素的氫化物的沸點是同族元素中最高的，是因為水分子間能形成氫鍵導致其沸點最高；

(5)晶體的化學式為[Cu(NH3)4]SO4H2O，晶體中銅離子與NH3之間的化學鍵為配位鍵，結構式為；

(6)C是F元素，D是Ca元素，F和Ca形成的化合物為CaF2，由晶胞結構可知，晶胞中白色球數目=8、黑色球數目=8×+6×=4，白色小球為F，白色大球為Ca，則晶胞質量=，晶胞的體積為：a3=cm3，所以該晶胞邊長a=cm。