Question

【化学－物质结构与性质】（15分）

原子序数依次递增的甲、乙、丙、丁、戊是周期表中前30号元素，其中甲、乙、丙三元素的基态原子2p能级都有单电子，单电子个数分别是2、3、2；丁与戊原子序数相差18，戊元素是周期表中ds区的第一种元素。回答下列问题：

（1）甲能形成多种常见单质，在熔点较低的单质中，每个分子周围紧邻的分子数为      ；在熔点很高的两种常见单质中，X的杂化方式分别为        、         。

（2）14g乙的单质分子中π键的个数为___________。

（3）+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第

二电离能I₂，依次还有I₃、I₄、I₅…，推测丁元素的电离能突增应出现在第        电离能。

（4）戊的基态原子有        种形状不同的原子轨道；

（5）丙和丁形成的一种离子化合物的晶胞结构如图，该晶体中阳离子的配位数为          。距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为               。已知该晶胞的密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、N_A的计算式表示)

（6）甲、乙都能和丙形成原子个数比为1：3的常见微粒，推测这两种微粒的空间构型为      

 

Answer 1

【答案】

（1）12、（2分）sp²（1分）、sp³（1分）

（2）N_A（1分）   （3）二（1分）    （4）3 （2分） 

（5）8 (2分)  正方体（立方体）（1分）（2分）    （6）平面三角形（2分）

【解析】根据元素的结构及位置可知，甲、乙、丙、丁、戊分别是C、N、O、Na、Cu。

（1）碳单质中熔点较低的是C₆₀，所以每个分子周围紧邻的分子数为3×8÷2＝12个。熔点较高的是金刚石和石墨，金刚石中碳原子是sp3杂化，而石墨层状结构，碳原子是sp2杂化。

（2）氮气分子中含有三键，三键是由1个δ键和2个π键构成的，14个氮气是0.5mol，所以分子中π键的个数为N_A。

（3）钠是第IA元素，失去1个电子后，就达到稳定结构，所以电离能突增应出现在第二电离能。

（4）铜原子的基态原子轨道是s、p、d，所以有3种形状不同的原子轨道。

（5）根据晶胞结构可知，顶点和面心处是阴离子，阳离子全部在中间，所以与钠离子最近的阴离子是8个，即配位数是8。而距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是正方体。该晶胞中含有4个阴离子，所以有，解得a=。

（6）甲、乙都能和丙形成原子个数比为1：3的常见微粒分别是CO₃^2－、NO₃^－，中心原子含有的孤对电子分别是（4＋2－2×3）÷2＝0、（5＋1－2×3）÷2＝0，所以都是平面三角形结构。