Question

2．元素周期表前四周期 A、B、R、D 四种元素的原子序数依次增大．A 为电负性最大的元素；B 为前四周期第一电离能最小的元素；与 B 位于同一周期的 R 和 D，它们价电子层中的未成对电子数分别为 4 和 2，且原子序数相差为 2．请回答以下问题：

（1）元素 A 的原子结构示意图为．
（2）元素 A 和 B 形成的化合物，其晶体类型为离子晶体．
（3）元素 D 基态原子价电子排布式为3d⁸4s²．
（4）酸性条件下，Cr₂O₇^2-（产物为 Cr³⁺）能将 R²⁺氧化为 R³⁺的离子方程式是Cr₂O₇^2-+6 Fe²⁺+14 H⁺=2 Cr³⁺+6 Fe³⁺+7 H₂O．
（5）已知 R²⁺与 KCN 溶液反应得 R（CN）₂沉淀，当加入过量 KCN 溶液时沉淀溶解，得到黄色溶液，溶液中阴离子结构如如图 I 所示．
①1mol K_n[R（CN）_m]的配离子中σ键数目为12N_A．
②R 单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图 II 所示．体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的 R 原子个数之比为1：2．
③RC1₃晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，而 RF₃晶体熔点高于 1000℃，试解释两种化合物熔点差异较大的原因是FeF₃为离子晶体，FeCl₃为分子晶体．

Answer 1

分析 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、R、D中，A为电负性最大的元素，则A为F元素；B为前四周期第一电离能最小的元素，则B为K元素；R和D与B位于同一周期，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2，且R和D的原子序数大于K，R的原子序数小于D，则R是Fe元素，D是Ni元素；
（5）①由图可知，Fe²⁺的配体数目为6，配体CN^-与N₂互为等电子体，CN^-与N₂结构相似，CN^-中C、N原子之间形成C≡N键；
②根据均摊法计算体心立方密堆积、面心立方密堆积晶胞原子数目；
③FeCl₃晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体，而FeF₃晶体熔点高于1000^oC，这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体．

解答 解：前四周期原子序数依次增大的元素A、B、R、D中，A为电负性最大的元素，则A为F元素；B为前四周期第一电离能最小的元素，则B为K元素；R和D与B位于同一周期，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2，且R和D的原子序数大于K，R的原子序数小于D，则R是Fe元素，D是Ni元素．
（1）元素 A为F元素，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）元素 A 和 B 形成的化合物为KF，由活泼金属与活泼非金属性组成，其晶体类型为离子晶体，故答案为：离子晶体；
（3）元素 D为Ni，基态原子价电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（4）酸性条件下，Cr₂O₇^2-（产物为 Cr³⁺）能将 Fe²⁺氧化为 Fe³⁺，反应离子方程式是：Cr₂O₇^2-+6 Fe²⁺+14 H⁺=2 Cr³⁺+6 Fe³⁺+7 H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6 Fe²⁺+14 H⁺=2 Cr³⁺+6 Fe³⁺+7 H₂O；
（5）①由图可知，Fe²⁺的配体数目为6，配体CN^-与N₂互为等电子体，CN^-与N₂结构相似，CN^-中C、N原子之间形成C≡N键，1mol K_n[R（CN）_m]的配离子含有12molσ键，含有σ键数目为12N_A，
故答案为：12N_A；
②体心立方密堆积晶胞中含有原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方密堆积晶胞中含有原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，两种晶胞中含有原子数目组织部为2：4=1：2，
故答案为：1：2；
③FeCl₃晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体，而FeF₃晶体熔点高于1000^oC，这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体，因此两种化合物熔点差异较大的原因是FeF₃为离子晶体，FeCl₃为分子晶体，
故答案为：FeF₃为离子晶体，FeCl₃为分子晶体．

点评 本题是对物质结构和性质的考查，正确推断元素是解本题关键，题目涉及核外电子排布、化学键、配合物、晶胞结构、晶体类型与性质等，掌握均摊法进行晶胞有关计算．