题目内容

4.如图1为元素周期表的一部分,字母下方数值为该元素电负性,根据信息回答下列问题(用相应元素符号进行答题):

(1)b、h两元素可形成化合物bh2,写出其电子式:
(2)e、g两元素可形成两种化合物eg3、e2g6,eg3的分子构型为平面正三角形,eg3、e2g6中心原子e的杂化方式分别为sp2、sp3
(3)d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子(配位数为4)的配位化合物与一种可燃性气体,写出反应的化学方程式:Cu+4HCl=H2CuCl4+H2↑.
(4)f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表:
共价键f-fg-gh-hi-i
键能(kJ/mol)157242.7193.7152.7
试从原子半径角度阐述f-f键键能反常的原因:F原子半径较小,价电子较多,导致电子云密度增大,极大增加了两原子间的排斥作用,故键能较小,共价键易断裂.
(5)c元素的元素符号是Ni,价电子排布式为3d84s2,下图是一种受到较多关注的c元素单质与金属镧(La)形成的储氢材料的结构示意图,请在图2中勾画出该晶体的一个晶胞.计算出该合金的化学式为:LaNi5

分析 由元素在周期表中位置,可知a为H,b为Be,c为Ni,d为Cu,e为Al,f为F,g为Cl、h为Br、i为I.
(1)b、h两元素电负性之差小于1.7,二者形成化合物BeBr2属于共价化合物,Be原子与Br原子之间形成1对共用电子对;
(2)计算AlCl3的分子Al原子的价层电子对数、孤电子对数,进而确定空间构型与杂化方式;
Al2Cl6中心原子Al形成4个σ键(其中1个为配位键),没有孤电子对;
(3)可燃性气体为氢气,由于HCl浓溶液,配合物为H2CuCl4
(4)F原子半径较小,价电子较多,导致电子云密度增大,极大增加了两原子间的排斥作用;
(5)c为Ni,原子核外由28个电子,根据能量最低原理书写价电子排布式;晶胞采取平行六面体,是晶体的基本重复单元,晶胞通过无隙并置形成晶体;利用均摊法计算图中六棱体中La原子、Ni原子数目,确定化学式.

解答 解:由元素在周期表中位置,可知a为H,b为Be,c为Ni,d为Cu,e为Al,f为F,g为Cl、h为Br、i为I.
(1)b、h两元素电负性之差小于1.7,二者形成化合物BeBr2属于共价化合物,Be原子与Br原子之间形成1对共用电子对.其电子式为:,故答案为:
(2)AlCl3的分子Al原子的价层电子对数=3+$\frac{3-1×3}{2}$=3,没有孤电子对,故其空间构型为平面正三角形,Al原子采取sp2杂化,而Al2Cl6中心原子Al形成4个σ键(其中1个为配位键),没有孤电子对,采取sp3杂化,故答案为:平面正三角形;sp2;sp3
(3)可燃性气体为氢气,由于HCl浓溶液,配合物为H2CuCl4,反应方程式为:Cu+4HCl=H2CuCl4+H2↑,
故答案为:Cu+4HCl=H2CuCl4+H2↑;
(4)F原子半径较小,价电子较多,导致电子云密度增大,极大增加了两原子间的排斥作用,故键能较小,共价键易断裂,
故答案为:F原子半径较小,价电子较多,导致电子云密度增大,极大增加了两原子间的排斥作用,故键能较小,共价键易断裂;
(5)c为Ni,原子核外由28个电子,根据能量最低原理,可知价电子排布式为3d84s2;晶胞采取平行六面体,是晶体的基本重复单元,晶胞通过无隙并置形成晶体,画出该晶体的一个晶胞如图:;图2中六棱体中La原子数目=12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$=3,六棱体中Ni原子数目=6+12×$\frac{1}{2}$+6×$\frac{1}{2}$=15,化学式为LaNi5

故答案为:Ni;3d84s2;LaNi5

点评 本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、杂化方式、空间构型、配合物、晶胞结构与计算等,是对学生综合能力的考查,难度较大.

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