题目内容

16.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增加.其中A元素原子的1s轨道上只有1个电子,B元素原子核外有三个未成对电子,B与C可形成离子化合物C3B2;D元素是地壳中含量最高的金属元素; E元素原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满.请根据以上信息,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)写出E元素原子基态时的电子排布式:[Ar]3d104s1.B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Al<Mg<N.
(2)C的氯化物熔点远高于D的氯化物,理由是MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体.
(3)BA3分子中B原子的杂化轨道类型是sp3
(4)A、B、E三种元素可形成[E(BA34]2+配离子,其中存在的化学键类型及相互作用有①③.
①配位键   ②金属键   ③极性共价键   ④非极性共价键   ⑤离子键   ⑥氢键
已知[E(BA34]2+具有对称较高的空间构型,若[E(BA34]2+中有两个BA3被Cl-取代时,得到两种不同结构的产物,则[E(BA34]2+的空间构型为a(填序号).
a.平面正方形    b.正四面体    c.三角锥型    d..V型
(5)B、E形成某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为Cu3N(每个球均表示1个原子).若该晶体的密度为a g/cm3,则该晶胞的体积是$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$ cm3(写出表达式即可).

分析 A元素原子的1s轨道上只有1个电子是氢原子,B元素原子核外有三个未成对电子是氮原子,B与C可形成离子化合物C3B2,所以C是+2价,所以C是镁,D元素是地壳中含量最高的金属元素是铝; E元素原子核外最外层只有1个电子,其余各层电子均充满,所以其基态时的电子排布式为[Ar]3d104s1,所以E是29号的铜,所以A、B、C、D、E分别是:H、N、Mg、Al、Cu,由此分析解答.

解答 解:(1)铜的基态电子排布式:[Ar]3d104s1,在元素周期表中,同一周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大,同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,而同周期第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素都高,据此可判断三种元素的第一电离能的顺序为:Al<Mg<N,故答案为:[Ar]3d104s1;Al<Mg<N;
(2)因MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体,离子晶体的熔沸点远大于分子晶体的熔沸点,故答案为:MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体;
(3)氨分子中有3个σ键和一对孤对电子对,所以中心原子氮是sp3杂化,故答案为:sp3
(4)[Cu(NH34]2+中铜离子与氮原子之间形成配位键,氨气分子中N原子与H原子之间形成极性键;[Cu(NH34]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种不同结构的产物,[Cu(NH34]2+的空间构型为平面正方形,故答案为:①③;a;
(5)根据晶胞中微粒个数的分配方法计算,晶胞中含有N原子的数目为8×$\frac{1}{8}$=1,Cu原子的数目为:12×$\frac{1}{4}$=3,故化学式为Cu3N,所以该晶胞的体积=$\frac{\frac{1}{6.02×1{0}^{23}}×206g•mo{l}^{-1}}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$,
故答案为:Cu3N;$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$.

点评 本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、配合物、原子核外电子排布、电离能等知识点,侧重考查学生知识运用、计算及空间想象能力,难点是晶胞计算及配位数计算,题目难度中等.

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