Question

【题目】A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子的2p能级有3个电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。回答下列问题:

(1)写出基态E+的价电子排布式:_________。基态A原子的第一电离能比B的大，其原因是__________。

(2)A5+由美国空军研究实验室推进科学与先进概念部Karl .O. Christed 于1999年成功合成，其结构呈‘V'形且该离子中各原子均达到8电子稳定结构，则A5+的结构式为________。

(3)B3分子的空间构型为______，其中B原子的杂化类型是______，与B3分子互为等电子体的微粒有_________(写一种离子)。

(4)向E的硫酸盐溶液中通入A的气态氢化物至过量，产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解得到深蓝色溶液，向溶液中加入适量乙醇，析出蓝色晶体。加入乙醇的目的___________。 写出该配合物中配离子的结构简式__________。

(5)由长周期元素组成的镧镍合金、铜钙合金有相同类型的晶体结构XYn，它们有很强的储氢能力，其中铜钙合金的晶体的部分结构如图所示。

己知镧镍合金(LaNin)晶体中的重复结构单元如图一所示，该结构单元的体积为9.0×10-23cm3，储氢后形成LaNinH4.5的合金(氢进入晶体空隙，体积不变)，则LaNin中n=___ (填数值)；氢在合金中的密度为_______g/L。

Answer 1

【答案】 3d10 N原子价电子排布式为2S22P3，O原子为2s22p4，N的2p轨道达半满，更为稳定 v形 SP2 NO2- 降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度 n=5 密度是250g/L

【解析】B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)，A的基态原子2p能级有3个单电子，原子核外电子排布为1s22s22p3，则A是N元素；C的基态原子2p能级有1个单电子，且C的原子序数大于A，其原子核外电子排布为1s22s22p5，所以C是F元素，结合原子序数可推知B是O元素；E原子核外有成单电子，其次外层有3个能级且均排满电子，且原子序数小于30，则E处于第四周期，其基态原子的价电子排布式3d104s1，则E是Cu元素；D与E同周期，价电子数为2，则D是Ca元素；
(1)Cu的核电荷数为29，基态Cu原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，则价电子排布式为3d104s1。基态N原子的核外电子排布为1s22s22p3，p轨道为半充满结构，较稳定，故其第I电离能比O的大；
(2). N5+共有24个价电子，其结构呈‘V'形且该离子中各原子均达到8电子稳定结构，则N5+的结构式为
(3)O3中O原子的杂化类型是SP2，所以空间构型为v形，与O3分子互为等电子体的微粒有应具有3个原子和18个价电子，符合条件且为离子的可以是 NO2-。

(4)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水，离子方程式为：Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2H2O，至过量，观察到溶液由天蓝色最终变为深蓝色，生成[Cu(NH3)4]2+，反应的离子方程式为：Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；
①该蓝色晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，加入乙醇的目的是向深蓝色透明溶液加入乙醇，由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以会析出深蓝色的晶体：Cu(NH3)4SO4H2O，则加入乙醇的作用是降低了[Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度；

②[Cu(NH3)4]2+的结构式为；
(5)铜、钙合金中，N(Cu)＝12+6＋6＝15。N(Ca)＝12×＋2×＝3， ＝＝，所以n＝5；因为合金的化学式为LaNinH4.5而一个晶胞中实际拥有三个La原子、5个Ni原子，所以实际含有氢原子4.5×3=13.5。ρ·9.0×10－23cm3·NA＝M，其中氢在合金中的密度为0.25 g·cm－3=250g/L。