Question

A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大。B、C、D同周期，A、D同主族，E和其他元素既不在同周期也不在同主族。B、C、D的最高价氧化物对应的水化物均能互相反应生成盐和水。A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示：

(1)C元素是__________。

(2)A和E所形成的化合物的电子式是__________。

(3)A、B、C、D四种元素的离子半径由小到大的顺序为__________(用离子符号表示)。

(4)A和D的氢化物中，后者沸点较低，原因是______________________________。

(5)已知A和E所形成的化合物晶体的晶胞体积为1.6×10^-22 cm³，则A和E组成的离子化合物的密度为(结果保留一位小数)__________。

Answer 1

(1)Al

(3)Al³⁺＜Na⁺＜F^-＜Cl^-

(4)HF分子间存在氢键

(5)3.1 g·cm^-3

解析：由“B、C、D同周期、原子序数依次增大且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物均能互相反应生成盐和水”，可以推知C为Al，B为Na，D可能是S或Cl，又由“E和其他元素既不在同周期也不在同主族”可推知E为Ca；又由晶胞图可推知，阴离子只能是F^-，即A为F，D为Cl.因此A、B、C、D、E五种元素分别为F、Na、Al、Cl、Ca.

A、B、C、D四种元素对应的离子为F^-、Na⁺、Al³⁺、Cl^-，F、Cl同一主族，F^-＜Cl^-，而F^-、Na⁺、Al³⁺是电子层结构相同的离子，原子序数越小，离子半径越大，故四种离子的半径由小到大的顺序为：Al³⁺＜Na⁺＜F^-＜Cl^-.

A和E形成的化合物的化学式为CaF₂，假设CaF₂的物质的量为1 mol，则其质量为78 g，1 mol CaF₂晶体中含有1 mol Ca²⁺，由晶胞图分析可知，1个CaF₂晶胞含有Ca²⁺8×+6×=4，则1 mol CaF₂晶体含有个晶胞，1 mol CaF₂晶体的体积为1.6×10^-22 cm³×，故CaF₂晶体的密度为：

=3.1 g·cm^-3.