题目内容

18．物质结构决定物质性质．回答下列问题：
A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子．回答下列问题：
（1）四种元素中电负性最大的是O（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3．
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是O3（填分子式）；B的氢化物所属的晶体类型为离子晶体．
（3）化合物D2A的立体构型为V形．中心原子的杂化轨道类型为sp3．
（4）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示（大黑色球为A，小黑色球为B），晶胞参数a=0.566nm，F的化学式为Na2O：列式计算晶体F的密度（g．cm-3）2.27g•cm-3．

分析 C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、D为同周期元素，则应为第三周期元素，D元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，A2-和B+具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素．
（1）同周期自左而右电负性增大，Cl元素氧化物中氧元素表现负价，四种元素电负性最大的为O元素；C为P元素，原子核外电子数为15，根据能量最低原理原理书写核外电子排布式；
（2）A为O元素，有O2、O3两种同素异形体，均属于分子晶体，相对原子质量越大，沸点越高；NaH属于离子晶体；
（3）化合物D2A为Cl2O，计算O原子孤电子对数，价层电子对数=δ键数目+孤电子对数，进而确定空间构型；
（4）根据均摊法计算晶胞中Na、O原子数目，确定化学式，计算质量和体积，可计算密度．

解答 解：C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、D为同周期元素，则应为第三周期元素，D元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，A2-和B+具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素．
（1）同周期自左而右电负性增大，Cl元素氧化物中氧元素表现负价，四种元素电负性最大的为O元素；C为P元素，原子核外电子数为15，根据能量最低原理原理，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，
故答案为：O；1s22s22p63s23p3；
（2）A为O元素，有O2、O3两种同素异形体，二者对应的晶体都为分子晶体，因O3相对原子质量较大，则范德华力较大，沸点较高，B的氢化物为NaH，属于离子晶体，
故答案为：O3；离子晶体
（3）化合物D2A为Cl2O，O为中心原子，形成2个σ键，孤电子对数为$\frac{6-1×2}{2}$=2，则中心原子的价层电子对数为4，立体构型为V形，O原子为sp3杂化，
故答案为：三角锥形；sp3；
（4）A和B能够形成化合物F为离子化合物，阴离子位于晶胞的定点和面心，阳离子位于晶胞的体心，则Na的个数为8，O的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，N（Na）：N（O）=2：1，则形成的化合物为Na2O；
晶胞的质量为$\frac{4×62g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$，晶胞的体积为（0.566×10-7）cm3，则晶体F的密度为$\frac{4×62g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$，÷（0.566×10-7）cm3=2.27g•cm-3，
故答案为：Na2O；2.27g•cm-3．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、沸点比较、杂化方式与空间构型判断、晶胞计算等，侧重考查学生的分析计算能力，注意氧元素与氯元素电负性比较，难度中等．

练习册系列答案
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②
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