Question

在元素周期表中，某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7．其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，B、D两元素原子的次外层层电子数为18．E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点量高．
（1）B元素在周期表中的位置

 

；D元素的价电子排布式为

 

．
（2）已知B离子类似Cu²⁺与NH₃形成配合离子，且两者配位数也相同，1mol该配离子中含有

 

molσ键．
（3）A元素可与E元素形成离子化合物，它的晶胞如图1所示，E离子的配位数为

 

．每个A离子周围与之最近等距的A离子有

 

个．

（4）已知铜元素能形成多种化合物．
①CuSO₄?5H₂O也可写成[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其结构示意图如图2所示．下列说法正确的是

 

（填字母）．
A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp³杂化
B．该晶体中电负性最大的元素是O
C．该晶体属于原子晶体
D．该晶体中的水在不同温度下会分步失去
②YBCD-12也是一种含Cu元素的化合物，化学式为YBa₂Cu₃O_6.95．已知该化合物中各元素的化合价为：Y为+3价、Ba为+2价、O为-2价、Cu为+2价和+3价．则该化合物中+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：在元素周期表中，某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，为Kr元素，处于第四周期，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子的最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，则A为Ca元素，C为K元素，B、D两元素原子的次外层电子数18，则B为Zn元素，D为Br元素，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高，则E为F元素，据此答题．

解答： 解：在元素周期表中，某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，为Kr元素，处于第四周期，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子的最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，则A为Ca元素，C为K元素，B、D两元素原子的次外层电子数18，则B为Zn元素，D为Br元素，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高，则E为F元素，
（1）B为Zn元素，外围电子排布为3d¹⁰4s²，在周期表中的位置为第四周期ⅡB族；D为Br元素，价电子排布式为4s²4p⁵，
故答案为：第四周期ⅡB族；4s²4p⁵；
（2）已知B离子（Zn²⁺）类似Cu²⁺与NH₃形成配合离子，且两者配位数也相同，即形成的配离子为[Zn（NH₃）₄]²⁺，锌离子与氨气分子之间形成4个配位键，氨气分子中含有N-H键，均为σ键，1mol该配离子中含有σ键为（4+4×3）mol=16mol，故答案为：16；
（3）Ca元素可与F元素形成离子化合物，晶胞中大球数目为8，小球数目=6×

1

2

+8×

1

2

=4，故大球为F^-离子，小球为Ca²⁺离子，F^-离子周围有4个Ca²⁺离子，F^-离子的配位数为4，以顶点Ca²⁺离子研究，与之最近且等距离的Ca²⁺离子位于面心，每个顶点为12个面共用，故每个Ca²⁺离子周围与之最近等距的Ca²⁺离子有12个，故答案为：4；12；
（4）①A．硫酸根离子中氧原子并不都是sp³杂化，该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同，故A正确；
B．该晶体中O元素表现负化合价，故电负性最大的元素是O，故B正确；
C．由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体该晶体，故C错误；
D．由于胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确，
故答案为：BD；
②根据化合物各元素的化合价代数和为0确定铜的平均化合价，铜的平均化合价=

6.95×2-3-2×2

3

=2.3，利用十字相乘法确定+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比，即，故所以+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比=0.7：0.3=7：3，故答案为：7：3．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、配合物、晶胞计算、复杂化学式有关计算等，利用均摊法进行晶胞有关计算，需要学生具有一定的空间想象与数学运算能力，难度中等．