Question

19．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态．
（1）E元素基态原子的价电子排布式为3d¹⁰4s¹．
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N（填元素符号），电负性数值由大到小的顺序为O＞N＞C（填元素符号）．
（3）B元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为sp²，C元素的气态氢化物的VSEPR模型为四面体．B₂A₄是重要的基本石油化工原料，1mol B₂A₄分子中含5mol σ键．写出与BD₂为等电子体关系的分子、阳离子、阴离子各一个CS₂、NO₂⁺、SCN^-或N₃^-．
（4）E单质晶胞的形成方式为图1中的哪一种：ABC（填ABA或ABC），其空间利用率为74%．

（5）E的硫酸盐结构如图2，此化合物是五水硫酸铜（写名称），在图中画出以E为中心原子的配位键．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为C元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为O元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为N元素；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，则E为Cu元素，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为C元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为O元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为N元素；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，则E为Cu元素，
（1）E为Cu元素，基态原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则其基态原子的价电子排布式为：3d¹⁰4s¹，
故答案为：3d¹⁰4s¹；
（2）同周期，随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，失去第一个电子需要的能量较多，其第一电离能高于同周期相邻元素，故C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N；
非金属性越强，其电负性越强，非金属性：O＞N＞C，则C、N、O三种元素的电负性大小为：O＞N＞C，
故答案为：C＜O＜N；O＞N＞C；
（3）B元素的最高价氧化物对应的水化物是碳酸，碳酸中中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知，C原子杂化方式为sp²；
C为N元素，其氢化物是NH₃，氨气分子中N原子价层电子对个数是4且含有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体结构；
1个C₂H₄分子中含有5个σ键，1个1个π键，则lmolC₂H₄分子中含有5molσ键；
与CO₂互为等电子体的分子、离子中含有3个原子，16个价电子，所以其等电子体的分子、阳离子、阴离子的化学式依次为：CS₂、NO₂⁺、SCN^-或N₃^-，
故答案为：sp²；四面体； 5；CS₂；NO₂⁺；SCN^-或N₃^-；
（4）E为铜元素，Cu为面心六方密堆积，为ABC型方式堆积，其其空间利用率为74%，
故答案为：ABC；74%；
（5）该盐为硫酸铜，根据图2可知，该化合物分子中含有5个结晶水分子，为无水硫酸铜；该配合物中，铜原子提供空轨道，水中氧原子提供孤电子对，配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以以Cu为中心原子的配位键为：，
故答案为：五水硫酸铜；．

点评 本题考查较为综合，涉及晶胞计算、原子核外电子排布、配位键、原子轨道杂化方式及类型、原子结构与元素周期律的应用等知识，题目难度中等，推断元素为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．