Question

13．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，且A^-和B⁺的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2．回答下列问题：
（1）D²⁺价层电子排布图为．
（2）四种元素中第一电离能最小的是K，电负性最大的是F．（填元素符号）．
（3）A、B和D三种元素组成的化合物的晶胞如图所示．
①该化合物的化学式为K₂NiF₄．
②列式计算该晶体的密度3.4g•cm^-3．
（4）A^-、B⁺和C³⁺三种离子组成的化合物B₃CA₆，其中化学键的类型有离子键、配位键；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为[FeF₆]^3-，配位体是F^-．

Answer 1

分析 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有一个，并且A^-和B⁺的电子数相差为8，A属于第VIIA族元素，B属于第IA族元素，且A的原子序数小于B，则A是F元素，B是K元素；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2，且C和D的原子序数大于B，C的原子序数小于D，则C是Fe元素，D是Ni元素．

解答 解：前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有一个，并且A^-和B⁺的电子数相差为8，A属于第VIIA族元素，B属于第IA族元素，且A的原子序数小于B，则A是F元素，B是K元素；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2，且C和D的原子序数大于B，C的原子序数小于D，则C是Fe元素，D是Ni元素，
（1）Ni²⁺的价层电子为3d电子，根据能量最低原理、保里不相容原理及洪特规则知，其价电子排布图为，
故答案为：；
（2）元素的金属性越强其第一电离能越小，元素的非金属性越强，其电负性越大，这四种元素中金属性最强的是K元素，非金属性最强的元素是F，所以第一电离能最小的是K，电负性最大的是F，
故答案为：K；F；
（3）①该晶胞中F原子个数=16×$\frac{1}{4}$+4×$\frac{1}{2}$+2=8，K原子个数=8×$\frac{1}{4}$+2=4，Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$+1=2，所以该化合物的化学式为K₂NiF₄，
故答案为：K₂NiF₄；
②该晶胞的体积=（400×10^-10cm）²×（1308×10^-10cm），晶胞质量=$\frac{39×4+59×2+19×8}{6.02×1{0}^{23}}$g，故晶体密度=$\frac{\frac{39×4+59×2+19×8}{6.02×1{0}^{23}}g}{（400×1{0}^{-10}cm）^{2}×1308×1{0}^{-10}cm}$=3.4g•cm^-3，
故答案为：3.4；
（4）F^-、K⁺和Fe³⁺三种离子组成的化合物K₃FeF₆，Fe³⁺含有空轨道，为中心离子，F^-含有孤对电子，为配体，二者之间形成配位键，形成配离子[FeF₆]^3-，[FeF₆]^3-与K⁺之间形成离子键，
故答案为：离子键、配位键；[FeF₆]^3-；F^-．

点评 本题考查物质结构和性质，正确推断元素是解本题关键，难度中等，注意化学式的确定中各原子被几个晶胞共用，为易错点，难点是密度的计算．