Question

19．已知A，B，C，D，E五种元素的原子序数依次递增，A，B，C，D位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同．
请回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．
（2）下列叙述正确的是ad．（填字母）
a．M与水分子间能形成氢键，N是非极性分子
b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp²杂化
c．N分子中含有6个σ键和1个π键
d．BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低 
（3）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q的化学式为TiO₂，该晶体中氧的配位数为3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和和未成对电子数相同，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，原子核外电子数排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，该气体M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为苯；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和和未成对电子数相同，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，原子核外电子数排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，该气体M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为苯；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti．
（1）E为Ti元素，原子核外电子数为22，基态原子的外围电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；
（2）a．HCHO中O氧原子电负性很大，能与与水分子形成氢键，N为苯，是非极性分子，故a正确；
b．HCHO中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，碳原子采用sp²杂化，二氧化碳分子为直线型结构，碳原子采用sp杂化，故b错误；
c．苯分子中H-C之间是s-sp²形成的σ键，C-C之间是sp²形成的σ键，苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故c错误；
d．CO₂属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d正确，
故选：ad；
（3）晶胞中Ti原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，氧原子数目为2+4×$\frac{1}{2}$=4，故氧化物Q的化学式为TiO₂，晶胞内部氧原子周围有3个Ti原子，该晶体中氧的配位数为3，
故答案为：TiO₂；3．

点评 本题是对物质结构的考查，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．