题目内容
【题目】[化学——选修3:物质结构与性质]
已知A、B、C、D四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A原子,C原子的L能层中,都有两个未成对的电子,C、D同主族。E、F都是第四周期元素,E原子核外有4个未成对电子,F原子除最外能层只有1个电子外,其余各能层均为全充满。根据以上信息填空:
(1)基态D原子中,电子占据的最高能层符号 ,该能层具有的原子轨道数为 ;
(2)E2+离子的价层电子轨道表示式是 ,F原子的电子排布式是 ;
(3)A元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为 ,B元素的气态氢化物的分子模型为 ;
(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB-互为等电子体,它们结构相似,DAB-的电子式为 ;
(5)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离子E3+与配位体AB-构成,配位数为6,甲的水溶液可以用于实验室中E2+离子的定性检验,检验E2+离子的离子方程式为 ;
(6)某种化合物由D,E,F三种元素组成,其晶胞 如图所示,则其化学式为 ,该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度:d= g/cm3。
【答案】(1)M;9;(2);1s22s22p63s23p63d104s1;(3)sp2;四面体;(4)(5)3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓;(6)CuFeS2;4.32
【解析】
A、B、C、D都是周期表中的短周期元素,它们的核电荷数依次增大,A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子,则A原子核外电子排布为1s22s22p2,C原子核外电子排布为1s22s22p4,故A为碳元素、C为氧元素;B原子序数介于C、O之间,则B为氮元素;C、D同主族,则D为S元素;E、F都是第四周期元素,E原子核外有4个未成对电子,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则E为Fe;F原子除最外能层只有1个电子外,其余各能层均为全充满,F原子核外电子数=2+8+18+1=29,则F为Cu元素,据以上分析回答题中的问题。
(1)基态S原子中电子占据的最高能层为第3能层,符号M,该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道,共有9个原子轨道;
(2)Fe2+离子的价层电子排布3d6,其价层电子排布图是,F为Cu元素,原子核外有29个电子,原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1;
(3)碳元素的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3,中心C原子成3个σ键、没有孤电子对,C原子 采取sp2杂化方式;B的气态氢化物为NH3,NH3分子中N原子价层电子对数=3+=4,其VSEPR模型为四面体;
(4)与CO2互为等电子体,可知SCN-电子式与CO2相同,参照CO2的电子式写出电子式为:;
(5)配合物甲的焰色反应呈紫色,为K元素,其内界由中心离子Fe3+与配位体CN-构成,配位数为6,甲为K3[Fe(CN)6],甲的水溶液可以用于实验室中Fe2+离子的定性检验,检验Fe2+离子的离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓;
(6)晶胞中D(S)原子位于晶胞内部,原子数目为8个,E(Fe)原子6个位于面上、4个位于棱上,E(Fe)原子数目=6×+4×=4,F(Cu)原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上,原子数目=4×+1+8×=4,晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4:4:8=1:1:2,故该晶体化学式为:CuFeS2;
晶胞质量=g,晶胞体积=(524×10-10 cm)2×103×10-10cm,该晶胞的密度d= =[]÷[(524×10-10 cm)2×1030×10-10 cm]= 4.32g/cm3;
故答案为:CuFeS2;4.32。