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最高．
（1）B元素在周期表中的位置

 

； D元素基态原子电子排布式为

 

．
（2）E的氢化物在同族元素中沸点最高的原因是

 

．
（3）C原子构成的金属晶体原子堆积方式为：

 

，空间利用率为

 

．
（4）已知B离子类似Cu²⁺能与NH₃形成配合离子，且两者配位数也相同，请类比Cu（OH）₂溶于氨水的反应，写出B的氢氧化物溶于氨水的反应方程式：

 

．
（5）A元素可与E元素形成离子化合物，它的晶胞如右图所示，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．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

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，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、C为K，B、D两元素原子的次外层电子数为18，则B为Zn、D为Br，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，据此解答．

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，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、C为K，B、D两元素原子的次外层电子数为18，则B为Zn、D为Br，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，
（1）B为Zn元素，处于周期表中第四周期ⅡB族；D为Br元素，基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，
故答案为：四周期ⅡB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（2）HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量，所以沸点较高，
故答案为：HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量；
（3）C为K，晶体为体心立方堆积，晶胞中K原子数目=1+8×

1

8

=2，令K原子半径为r，则晶胞中原子总体积=2×

4

3

πr³，令晶胞棱长为a，则3a²=（4r）²，故a=

4 3 r

3

，故晶胞体积=（

4 3 r

3

）³=

64

3 3

r³，故晶胞空间利用率为

2× 4 3 πr3

64 3 3 r3

×100%=68%，
故答案为：体心立方堆积；68%；
（4）Zn²⁺离子类似Cu²⁺能与NH₃形成配合离子，且两者配位数也相同，类比Cu（OH）₂溶于氨水的反应，Zn（OH）₂溶于氨水的反应方程式为：Zn（OH）₂+4NH₃=[Zn（NH₃）₄]（OH）₂，
故答案为：Zn（OH）₂+4NH₃=[Zn（NH₃）₄]（OH）₂；
（5）Ca元素可与F元素形成离子化合物，晶胞中蓝色球数目为8，绿色球数目=6×

1

2

+8×

1

8

=4，故蓝色球为
F^-离子，绿色球为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．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、氢键、配合物、晶胞计算等，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．