题目内容
【题目】前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D、E中,A的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,B原子核外电子有7种不同的运动状态,C元素原子核外的M层中只有2对成对电子,D+与C2-的电子数相等,E元素位于元素周期表的ds区,且基态原子价电层电子均已成对。
回答下列问题:
(1)E2+的外围电子排布图为________________。
(2)五种元素中电负性最小的是________(填元素符号),CAB-离子中,A原子的杂化方式是________。
(3)AB-、D+和E2+三种离子组成的化学物质D2E(AB)4,该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为________,配位体是________。
(4)C和E两种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为________,E的配位数为________,C采取________(填“简单立方”、“体心立方”、“六方最密”或“面心立方最密”)堆积;
②列式表示该晶体的密度:________g·cm-3。(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】 K sp杂化 [Zn(CN)4]2- CN- ZnS 4 六方最密
【解析】前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D、E中,A的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,则A为碳元素;B原子核外电子有7种不同的运动状态,则B为氮元素;C元素原子核外的M层中只有2对成对电子,则C为硫元素;D+与C2-的电子数相等,则D为钾元素;E元素位于元素周期表的ds区,且基态原子价层电子均已成对,则E为锌元素。
(1) E为锌元素,核电荷数为30,核外电子排布1s22s22p63s23p63d104s2;Zn2+的外围电子排布图为;正确答案:。
(2)同一周期,从左到右电负性增大,同一主族,从上到下,电负性减小,因此C、N、 S、K、Zn中,钾的原子半径最大,电负性最小;杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数可知,SCN-中,C与N形成参键,与S形成单键,C原子没有孤电子对,所以C原子的杂化方式是sp杂化;正确答案:K;sp杂化。
(3) K2Zn(CN)4为配合物,在这个配合物中化学键的类型有共价键、配位键、离子键;该化合物中存在配合离子的化学式为[Zn(CN)4]2- ,配位体是CN-;正确答案: [Zn(CN)4]2-;CN-。
(4) 根据晶胞结构图,利用均摊法可以知道,该晶胞中含有S原子数为8×1/8+1=2,Zn原子数为4×1/4+1=2,它们的原子个数比为1:1,所以该化合物的化学式为ZnS,根据晶胞图,以晶胞体内的Zn原子为例,Zn的配位数为4,S采取六方最密堆积;正确答案: ZnS;4;六方最密。
(2)根据晶胞的结构图可以知道,该晶胞的体积为/2a2×10-20×b×10-10=/2a2b×10-30cm3,所以晶体的密度为;正确答案: 。
【题目】元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8种元素。请回答下列问题:
(1)基态磷原子核外有________种运动状态不同的电子。
(2)第三周期8种元素按单质熔点(℃)大小顺序绘制的柱形图(已知柱形“1”代表Ar)如下所示,则其中“2”原子的结构示意图为________,“8”单质晶体的类型为________。
(3)氢化镁
储氢材料的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶体的化学式为________,晶胞的体积为________cm3(用ρ、NA表示,其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)实验证明:KCl、MgO、CaO三种晶体的结构与NaCl晶体的结构相似,已知NaCl、KCl、CaO晶体的晶格能数据如下表:
晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/(kJ·mol-1) | 786 | 715 | 3 401 |
则KCl、MgO、CaO三种晶体的熔点从高到低的顺序是________________。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最近且等距离的Mg2+有________个。
(5)Si、C和O的成键情况如下:
化学键 | C-O | C=O | Si-O | Si=O |
键能/(kJ·mol-1) | 360 | 803 | 464 | 640 |
C和O之间易形成含有双键的CO2分子晶体,而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体,请结合数据分析其原因:__________________________________________。