Question

5．原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素．其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A 原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的 原子序数为29．
（1）基态F原子的价层电子排布式为；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹
（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C（用元素符号回答）．
（3）元素F的蓝色硫酸盐溶液加入足量氨水生成溶液为深蓝色溶液，请写出该反应的离子方程式Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O
（4）由A、B、C形成的离子CAB^-与AC₂互为等电子体，则CAB^-的电子式为[N=C=O]^-
（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为sp
（6）由B、C、D三种元素形成的一种常见化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为NaNO₂．

Answer 1

分析 原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素．其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故A为碳元素；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，则C原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故C为O元素；E和C位于同一主族，则E为S元素；B原子序数大于A而小于C，则B是N元素；F的原子序数为29，为Cu元素；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素，处于ⅠA族，原子序数大于O元素、小于S，故D为Na，
（1）F是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写F基态原子的核外电子排布式；
（2）A、B、C分别是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）铜离子与过量氨水反应生成[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）由C、N、O形成的离子OCN^-与CO₂互为等电子体，等电子体原子个数相等、价电子数相等；
（5）在元素C与S所形成的常见化合物CS₂中，根据价层电子对理论确定A原子轨道的杂化类型；
（6）由N、O、Na三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，利用均摊法确定其化学式；

解答 解：原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素．其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故A为碳元素；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，则C原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故C为O元素；E和C位于同一主族，则E为S元素；B原子序数大于A而小于C，则B是N元素；F的原子序数为29，为Cu元素；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素，处于ⅠA族，原子序数大于O元素、小于S，故D为Na，
（1）F是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知Cu元素基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素，故第一电离能N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（3）铜离子与氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，氨水过量，氢氧化铜与氨水反应生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，得到深蓝色的溶液，反应的离子方程式为：Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O，
故答案为：Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O；
（4）等电子体原子个数相等、价电子数相等，OCN^-与CO₂互为等电子体，价电子总数相等，二者结构类似，根据二氧化碳结构式可知OCN^-的结构简式为：[N=C=O]^-，
故答案为：[N=C=O]^-；
（5）元素C与S所形成的常见化合物为CS₂，分子中S原子价层电子对数=2+$\frac{4-2×2}{2}$=2，不含孤对电子，故S原子采取sp杂化，
故答案为：sp；
（6）由晶胞结构可知，晶胞中存在[NO₂]结构微粒，微粒数目=1+8×$\frac{1}{8}$=2、Na原子数目=8×$\frac{1}{4}$=2，则该化合物的化学式为：NaNO₂，
故答案为：NaNO₂．

点评 本题考查较为综合，涉及核外电子排布、元素周期律、分子结构、杂化轨道、晶胞计算等，难度中等，（4）中注意价电子总数相同的等电子体具有相似的化学键特征．