Question

[化学--选修3：物质结构与性质]
有A、B、C、D、E五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，A，E同主族，且A元素的质子数是E元素的一半．最外层电子数D元素原子是A元素原子的一半，核外电子数C元素原子比E元素原子少5个．
（1）基态D元素原子的电子排布式为

 

．A与B相比，电负性较大的是

 

（用相应的元素符号表示．下同）．EA₃分子的立体构型为

 

，在该分子中，中心原子E采用的杂化轨道类型是

 

．
（2）A的氢化物沸点高于E的氢化物的沸点，原因是

 

．
（3）B和C所形成化俣物中存在的化学键是

 

，其晶体稳定性高于NaCl晶体，原因是

 

．
（4）B与Ca形成的晶体的晶胞如右图所示，其中Ca²⁺的配位数是

 

，该化合物的化学式是

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，A，E同主族，且A元素的质子数是E元素的一半，则A为O元素、E为S元素；最外层电子数D元素原子是A元素原子的一半，则D原子最外层电子数为3，结合原子序数可知，D为Al；核外电子数C元素原子比E元素原子少5个，则C原子核外电子数=16-5=11，故C为Na，B的原子序数介于O、Na之间，故B为F元素，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，A，E同主族，且A元素的质子数是E元素的一半，则A为O元素、E为S元素；最外层电子数D元素原子是A元素原子的一半，则D原子最外层电子数为3，结合原子序数可知，D为Al；核外电子数C元素原子比E元素原子少5个，则C原子核外电子数=16-5=11，故C为Na，B的原子序数介于O、Na之间，故B为F元素，
（1）基态Al元素原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；同周期自左而右电负性增大，故电负性F＞O；SO₃分子中S原子价层电子对数=3+

6-2×3

2

=3，S原子不含孤对电子，其立体构型为平面三角形，在该分子中，中心原子S采用sp²杂化，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；F；平面三角形；sp²；
（2）A、E的氢化物分别为H₂O、H₂S，H₂O分子之间存在氢键，而H₂S分子之间为范德华力，氢键比范德华力作用更强，故H₂O的沸点较高，
故答案为：H₂O分子之间存在氢键；
（3）B和C所形成化合物为NaF，属于离子化合物，存在的化学键是离子键，由于离子半径F^-＜Cl^-，故NaF晶体的晶格能大于NaCl的晶格能，NaF晶体稳定性高于NaCl晶体，
故答案为：离子键；NaF晶体的晶格能大于NaCl的晶格能；
（4）由晶体晶胞结构可知，晶胞中F^-离子数目=8，Ca²⁺离子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，该化合物的化学式是CaF₂；
每个F^-离子周围有4个Ca²⁺离子，故每个Ca²⁺离子周围有8个F^-离子，即Ca²⁺离子配位数是8，
故答案为：8；CaF₂．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、分子结构、杂化轨道、晶体类型与性质、晶胞结构及计算等，侧重主干知识的考查，（4）中注意利用化学式确定钙离子配位数，也可以利用补全晶胞进行解答，需要学生有一定的空间想象力，难度中等．