Question

1．周期表中的五种元素A、B、D、E、F，原子序数依次增大．A的基态原子价层电子排布为1sⁿnsⁿnpⁿ，B的基态原子2p能级有3个单电子；D是一种富集在海水中的元素，含量位于海水中各元素的第三位；E²⁺的3d轨道中有10个电子；F位于第六周期，与Cu同族，其单质在金属活动性顺序表中排在末位．
（l）写出E的基态原子的价层电子排布式3d¹⁰4s²．
（2）A、B形成的AB^-常作为配位化台物中的配体，其A原子的杂化方式为sp，AB^-中含有的σ键与π键的数目之比为1：2．
（3）FD₃是一种褐红色晶体，吸湿性极强，易溶于水和乙醇，无论是固态、还是气态，它都是以二聚体F₂D₆的形式存在．依据以上信息判断FD₃晶体的结构属于分子晶体，写出F₂D₆的结构式
（4）E、F均能与AB^-形成配离子，已知E与AB^-形成的配离子为正四面体形．F（+1价）与AB形成的配离子为直线形，工业上常用F和AB^-形成的配离子与E反应来提取F单质，写出E置换F的离子方程式Zn+2[Au（CN）₂]^-=2Au+[Zn（CN）₂]^2-．
（5）F单质的晶体为面心立方最密堆积，若F的原子半径为anm，F单质的摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数为N_A，求F单质的密度为P=$\frac{1{0}^{21}M}{4\sqrt{2}{a}^{3}×{N}_{A}}$g/cm³．（用a、NA、M的代数式表示）

Answer 1

分析 周期表中的五种元素A、B、D、E、F，原子序数依次增大．A的基态原子价层电子排布为1sⁿnsⁿnpⁿ，s能级容纳2个电子，则A有6个电子，所以A为C元素；
B的基态原子2p能级有3个单电子，则B为N元素；D是一种富集在海水中的元素，含量位于海水中各元素的第三位，则D为Cl元素；E²⁺的3d轨道中有10个电子，为Zn，F位于第六周期，与Cu同族，其单质在金属活动性顺序表中排在末位，为Au元素，结合对应单质、化合物的性质以及元素周期率的递变规律解答该题．

解答 解：周期表中的五种元素A、B、D、E、F，原子序数依次增大．A的基态原子价层电子排布为1sⁿnsⁿnpⁿ，s能级容纳2个电子，则A有6个电子，所以A为C元素；
B的基态原子2p能级有3个单电子，则B为N元素；D是一种富集在海水中的元素，含量位于海水中各元素的第三位，则D为Cl元素；E²⁺的3d轨道中有10个电子，为Zn，F位于第六周期，与Cu同族，其单质在金属活动性顺序表中排在末位，为Au元素，
（1）基态Zn原子的价电子排布式为3d¹⁰4s²，故答案为：3d¹⁰4s²；
（2）A、B形成的CN^-常作为配位化合物中的配体，CN^-中C原子杂化轨道数目为1+$\frac{4+1-3}{2}$=2，C原子杂化方式为 sp杂化，CN^-与氮气互为等电子体，C原子与N原子之间形成C≡N三键，含有的σ键与π键的数目之比为 1：2，
故答案为：sp；1：2；
（3）AuCl₃是一种褐红色晶体，吸湿性极强，易溶于水和乙醇，无论是固态、还是气态，它都是以二聚体Au₂Cl₆的形式存在，依据以上信息判断AuCl₃晶体的结构属于分子晶体，Au₂Cl₆的结构式为：，
故答案为：分子；；
（4）E为Zn，F为Au，工业上常用F和AB^-形成的配离子与E反应来提取F单质，反应的离子放出为Zn+2[Au（CN）₂]^-=2Au+[Zn（CN）₂]^2-，
故答案为：Zn+2[Au（CN）₂]^-=2Au+[Zn（CN）₂]^2-；
（5）Au单质的晶体为面心立方最密堆积，则晶胞中含有Au原子个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，F单质的摩尔质量为Mg/mol，则晶胞的质量为$\frac{4M}{{N}_{A}}$，若Au的原子半径为anm，则晶胞的体积为（2$\sqrt{2}$×10^-7a）cm³，阿伏加德罗常数为N_A，Au单质的密度为ρ=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}×1{0}^{-7}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{1{0}^{21}M}{4\sqrt{2}{a}^{3}×{N}_{A}}$g/cm³，
故答案为：$\frac{1{0}^{21}M}{4\sqrt{2}{a}^{3}×{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、等电子体、原子核外电子排布、第一电离能大小比较等知识点，侧重考查学生分析判断、计算、空间想象能力，难点是晶胞计算，注意（5）为易错点．