Question

【化学一物质结构与性质】
A-E是周期表中1一36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个 周期中．对它们的性质及结构的描述如下．
A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B原子的最外电子层的电子排 布可表示为nsⁿnpⁿ，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0；C与B同周期，其 第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素；D元素在周期表中位于C元素的下一周 期，其电负性在同周期元素中最大；E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全 部充满，但并不是第IA族元素．
（1）请写出E原子基态的电子排布式    ．
（2）A与C形成的最简单化合物（甲）分子的立体结构是    ，其中C原子的杂化方式是    ．
（3）A与D元素形成的化合物（乙）与甲相比，沸点较低的是（写化学式）    原因是    ．
（4）B元素可形成B₇₀单质，它在一定条件下吸收可见光后可高效 杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选材料．它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶 点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B₇₀与钾原子个数比为    ．

Answer 1

【答案】分析：A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键，则A是H元素；
B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsⁿnpⁿ，则n=2，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0，所以B是C元素；
C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素，且C的原子序数大于B，则C是N元素；
D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大，所以D是Cl元素；
E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素，则E是Cu元素．
解答：解：A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键，则A是H元素；
B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsⁿnpⁿ，则n=2，其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0，所以B是C元素；
C与B同周期，其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素，且C的原子序数大于B，则C是N元素；
D元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大，所以D是Cl元素；
E原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第IA族元素，则E是Cu元素．
（1）E是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其原子基态的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）A与C形成的最简单化合物是NH₃，氨气分子中N原子含有的价层电子对=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥型，采取sp³杂化，故答案为：三角锥型，sp³；
（3）A与D元素形成的化合物是HCl，与甲相比，沸点较低的是HCl，氨气分子间存在氢键，氯化氢分子间不存在氢键，氢键的存在导致其沸点增大，故答案为：HCl，氨气分子之间存在氢键，氯化氢分子间不存在氢键；
（4）该晶胞中K原子个数=2×=6，B原子个数=1+=2，所以该化合物中B₇₀与钾原子个数比=2：6=1：3，故答案为：1：3．
点评：考查核外电子排布规律、杂化轨道、分子空间结构、氢键与化学键、晶胞等，综合性较大，难度中等，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础与分析问题解决问题的能力．