Question

【化学一一选修物质结构与性质】
有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物其晶胞结构如图所示．
请回答下列问题．
（1）E元素原子基态时的电子排布式为

 

；
（2）A₂F分子中F原子的杂化类型是

 

，F的氧化物FO₃分子空间构型为

 

；
（3）CA₃极易溶于水，其原因主要是

 

，试判断CA₃溶于水后，形成CA₃?H₂O的合理结构

 

（填字母代号），推理依据是：

 

．

（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为

 

；该离子化合物晶体的密度为ag?cm^-3，则晶胞的体积是

 

（写出表达式即可）．

Answer 1

分析：有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B是电负性最大的元素，则B为F元素；C的2p轨道中有三个未成对的单电子，则C原子核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，则F原子核外电子数为9+7=16，则F为S元素；E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，则E为Cu元素；D与B可形成离子化合物，根据晶胞结构可知，晶胞中F原子数目为8，D原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化学式为DF₂，D为+2价，D是主族元素且与E同周期，处于第四周期，则D为Ca元素，据此解答．

解答：解：有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B是电负性最大的元素，则B为F元素；C的2p轨道中有三个未成对的单电子，则C原子核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，则F原子核外电子数为9+7=16，则F为S元素；E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，则E为Cu元素；D与B可形成离子化合物，根据晶胞结构可知，晶胞中F原子数目为8，D原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化学式为DF₂，D为+2价，D是主族元素且与E同周期，处于第四周期，则D为Ca元素，
（1）E为Cu元素，原子核外电子数为29，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）H₂S分子中S原子的价层电子对数=2+

6-1×2

2

=4，S原子采取sp³杂化，S的氧化物SO₃分子中S原子价层电子对数=3+

6-2×3

2

=3，S原子没有孤对电子，故SO₃为平面正三角形，
故答案为：sp³；平面正三角形；
（3）NH₃极易溶于水，其原因主要是NH₃与水分子间形成氢键，由于一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根，故NH₃?H₂O中N原子与水中的H原子之间存在氢键，应为b结构，
故答案为：NH₃与水分子间形成氢键；b；一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根．
（4）D与F元素可形成离子化合物，根据晶胞结构可知，晶胞中F原子数目为8，D原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化学式为DF₂，D为+2价，D是主族元素且与E同周期，处于第四周期，则D为Ca元素，故该离子化合物化学式为CaF₂，晶胞的密度为ag?cm^-3，晶胞的质量为

4×78g?mol-1

NAmol-1

，故晶胞的体积为

4×78g?mol-1 NAmol-1

ag?cm-3

=

4×78g?mol-1

ag?cm-3×NAmol-1

，
故答案为：CaF₂；

4×78g?mol-1

ag?cm-3×NAmol-1

．

点评：本题以元素推断为载体，综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、杂化理论与分子结构、氢键、晶胞计算等，难度中等，（4）注意利用均摊法进行晶胞计算．