题目内容

20．A、B、C、D、E、X六种元素的原子序数依次递增，A、B、C的基态原子中L层未成对电子数分别为3、2、1，D是短周期中原子半径最大的主族元素，E是主族元素且与X同周期，E与C可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示．X位于元素周期表中第四周期ⅠB族．
请回答下列问题：
（1）D单质晶体中原子的堆积方式为体心立方堆积，其配位数是8．DAB3中阴离子的立体构型是平面三角形．中学化学常见微粒中，与晶体D3AB4中阴离子互为等电子体的分子有SiF4或SiCl4或 CCl4等（任写一种）．
（2）X2+离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，X2+离子与水分子形成的配离子[X（H2O）4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构，试画出[X（H2O）2（Cl）2]具有极性的分子的结构．
（3）A元素分别能与硼、铝形成相同类型的晶体，但是A与硼形成晶体的熔点更高，其原因是氮化硼、氮化铝均为原子晶体，硼的原子半径比铝小，B-N键的键能比Al-N的键能大．
（4）AC3的沸点比氨的沸点低得多，原因是因为NH3分子间有氢键，NF3只有范德华力．
（5）若E与C形成的晶体的密度为a g•cm-3，则晶胞的体积是$\frac{312}{a{N}_{A}}$ cm3 （用NA表示阿伏伽德罗常数的值，写出表达式即可）．

分析 A、B、C、D、E、X六种元素的原子序数依次递增，A、B、C的基态原子中L层未成对电子数分别为3、2、1，则A为氮元素，B为氧元素，C为氟元素，D是短周期中原子半径最大的主族元素，则D是钠元素，X位于元素周期表中第四周期ⅠB族，则X为铜元素，E是主族元素且与X同周期，E与C可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示，在晶胞中含有E的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有C的个数为8，所以E和C的个数比为1：2，所以E为钙元素，据此答题．

解答 解：A、B、C、D、E、X六种元素的原子序数依次递增，A、B、C的基态原子中L层未成对电子数分别为3、2、1，则A为氮元素，B为氧元素，C为氟元素，D是短周期中原子半径最大的主族元素，则D是钠元素，X位于元素周期表中第四周期ⅠB族，则X为铜元素，E是主族元素且与X同周期，E与C可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示，在晶胞中含有E的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有C的个数为8，所以E和C的个数比为1：2，所以E为钙元素．
（1）D是钠元素，D单质晶体中原子的堆积方式为体心立方堆积，其配位数是8，NaNO3 中阴离子的中心原子氮原子的价层电子对数为3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3，没有孤电子对，所以它的立体构型是平面三角形，中学化学常见微粒中，与晶体Na3NO4中阴离子互为等电子体的分子有 SiF4或SiCl4或 CCl4等，
故答案为：8；平面三角形；SiF4或SiCl4或 CCl4等；
（2）X为铜元素，X2+离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，Cu2+离子与水分子形成的配离子[Cu（H2O）4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构，[Cu（H2O）2（Cl）2]具有极性的分子的结构为，
故答案为：1s22s22p63s23p63d9；；
（3）A为氮元素，分别能与硼、铝形成相同类型的晶体，氮化硼、氮化铝均为原子晶体，硼的原子半径比铝小，B-N键的键能比Al-N的键能大，所以氮与硼形成晶体的熔点更高，
故答案为：氮化硼、氮化铝均为原子晶体，硼的原子半径比铝小，B-N键的键能比Al-N的键能大；
（4）NF3的沸点比氨的沸点低得多，是因为NH3分子间有氢键，NF3只有范德华力，
故答案为：因为NH3分子间有氢键，NF3只有范德华力；
（5）E与C形成的晶体为CaF2，根据上面的分析可知，每个晶胞中含有4个钙离子和8个氟离子，当它的密度为a g•cm-3时，则晶胞的体积是$\frac{4×\frac{19×2+40}{{N}_{A}}g}{ag•c{m}^{-3}}$cm3=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm3，
故答案为：$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布规律、晶体结构、微粒构型判断、等电子体、熔沸点比较、氢键、晶胞计算等，难度中等，注意利用均摊法进行晶胞计算．

练习册系列答案
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