Question

4．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的四种元素，A的价电子层中的未成对电子有3个，B的最外层电子数为其内层电子数的3倍，C、D为同周期元素，C元素基态原子的3p轨道上有4个电子，D元素最外层有一个未成对电子，E位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2．回答下列问题：
（1）D原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，E的价电子排布为3d¹⁰4s²．
（2）单质B有两种同素异形体，其中沸点高的是O₃（填分子式），原因是O₃相对原子质量较大，范德华力较大；
（3）A、B、C中第一电离能最大的是N（填元素符号），其中A的氢化物（AH₃）分子中，A原子轨道的杂化类型是sp³．
（4）化合物D₂B的立体构型为V形，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂B，其化学方程式为2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl．
（5）E与C所形成化合物晶体的晶胞如右图所示．
①在1个晶胞中，E离子的数目为4．
②该化合物的化学式为ZnS．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的四种元素，A的价电子层中的未成对电子有3个，价电子排布为2s²2p³，则A为N元素；B的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则B的最外层电子数为6，B为O元素；C、D为同周期元素，C元素基态原子的3p轨道上有4个电子，则C的原子序数为16，即C为S元素；D元素最外层有一个未成对电子，D为Cl元素；E位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，即电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²，为Zn元素，以此来解答．

解答 解：A、B、C、D、E为原子序数依次增大的四种元素，A的价电子层中的未成对电子有3个，价电子排布为2s²2p³，则A为N元素；B的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则B的最外层电子数为6，B为O元素；C、D为同周期元素，C元素基态原子的3p轨道上有4个电子，则C的原子序数为16，即C为S元素；D元素最外层有一个未成对电子，D为Cl元素；E位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，即电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²，为Zn元素，
（1）D原子序数为17，其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，E的价电子排布式为3d¹⁰4s²，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；3d¹⁰4s²；
（2）两种单质为氧气和臭氧，O₃相对原子质量较大，范德华力较大，则沸点高，故答案为：O₃；O₃相对原子质量较大，范德华力较大；
（3）非金属性强，第一电离能大，但N原子2 2p电子半满为稳定状态，其第一电离能最大，则A、B、C中第一电离能最大的是N，A的氢化物（AH₃）分子为三角锥型，A原子轨道的杂化类型是sp³，故答案为：N；sp³；
（4）化合物Cl₂O与水的结构相似，O为sp³杂化，且存在两对孤对电子，其立体构型为V形，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂B，其化学方程式为2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl，
故答案为：V形； 2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（5）①由图可知，E离子位于顶点和面心，其数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；
 ②由图可知，C位于体内，个数为4，E、C的个数比为1：1，其化学式为ZnS，故答案为：ZnS．

点评 本题考查晶胞计算及位置、结构与性质，为高频考点，把握元素的电子排布推断元素为解答的关键，侧重分析、推断及计算能力的考查，题目难度中等．