Question

（化学-选修物质结构与性质）
A、B、C、D为前四周期元素．A元素的原子价电子排布为ns² np²，B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，C元素原子的M能层的p能级有3个未成对电子，D元素原子核外的M能层中只有2对成对电子．请回答下列问题：
（1）当n=2时，AB₂属于______ 分子（填“极性”或“非极性”），分子中有______个δ键、______ 个π键． A₆H₆分子中A原子的杂化轨道类型是______ 杂化．
（2）当n=3时，A与B形成的晶体属于______ 晶体．
（3）若A元素的原子价电子排布为3s²3p²，A、C、D三种原子的电负性由大到小的顺序是______（用元素符号表示）；A、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______（用元素符号表示）．
（4）已知某红紫色配合物的组成为CoCl₃?5NH₃?H₂O，该配合物中的中心离子钴离子在基态时的核外电子排布式为______，作为配位体之一的NH₃分子的空间构型为______．
（5）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示，体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为______．

Answer 1

【答案】分析：B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，应为O元素，C元素原子的M能层的p能级有3个未成对电子，核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P³，为P元素，D元素原子核外的M能层中只有2对成对电子，核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，为S元素．
（1）当n=2时，A元素的原子价电子排布为2s²2p²，A为C元素，B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，应为O元素，二者形成的化合物为CO₂，以此解题该题；
（2）当n=3时，A元素的原子价电子排布为3s²3p²，A为Si元素，二者形成的化合物为SiO₂，为原子晶体；
（3）若A元素的原子价电子排布为3s²3p²，A、C、D三种元素分别为Si、P、S元素，根据原子半径的递变规律判断原子半径大小，根据电负性的递变规律判断电负性的大小顺序；
（4）根据钴的电子排布式判断离子的电子排布式，钴的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，CoCl₃?5NH₃?H₂O中的中心离子钴离子的带3个正电荷，以此来书写离子的电子排布式；NH₃价层电子对为4，有一个孤电子对，结构为三角锥形；
（5）利用均摊法计算晶胞的结构．
解答：解：B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，应为O元素，C元素原子的M能层的p能级有3个未成对电子，核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P³，为P元素，D元素原子核外的M能层中只有2对成对电子，核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，为S元素．
（1）当n=2时，A元素的原子价电子排布为2s²2p²，A为C元素，B元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，应为O元素，二者形成的化合物为CO₂，结构式为O=C=O，为非极性分子，分子中含有2个δ键，2个π键，C₆H₆分子中每个C原子形成3个δ键，1个大π键，为sp²杂化，故答案为：非极性；2；2；sp²；
（2）当n=3时，A元素的原子价电子排布为3s²3p²，A为Si元素，二者形成的化合物为SiO₂，为原子晶体，故答案为：原子；
（3）若A元素的原子价电子排布为3s²3p²，A、C、D三种元素分别为Si、P、S元素，根据同周期元素从左到右原子序数越大半径越大，则有S＞P＞Si；同周期元素从左到右第一电离能呈逐渐增大的趋势，但P价层电子为半充满状态，较稳定，电离能大于S，故顺序为 P＞S＞Si，故答案为：S＞P＞Si； P＞S＞Si；
（4）钴的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，CoCl₃?5NH₃?H₂O中的中心离子钴离子的带3个正电荷，离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，NH₃价层电子对为4，有一个孤电子对，结构为三角锥形，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶；三角锥形（或四面体形）；
（5）体心立方晶胞中含有Fe原子的个数为：，面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数为：，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为1：2，故答案为：1：2．
点评：本题考查元素推断题，题目较为综合，涉及分子的杂化、晶体的类型、电子排布式的书写以及晶胞的计算等知识，本题推断元素的种类是正确解答的关键．