Question

7．现有A、B、C、D、E、F、G七种位于周期表前四周期元素，其原子序数依次增大．A的原子半径最小；B的原子有6个运动状态不同的电子；D、E两元素同主族，且E的原子核外电子数是D的2倍；F是前四周期中未成对电子数最多的元素；G原子内层轨道全排满电子，最外层电子数为2．根据以上信息，回答下列问题：
（1）写出基态F原子的外围电子排布式3d⁵4s¹；G元素位于元素周期表的ds区；
（2）B、C、D三种元素的第一电离能大小顺序为：C＜O＜N（用元素符号表示）．
（3）CA₃分子VSEPR模型是正四面体形；CA₃极易溶于水的原因有二：氨气分子与水分子都是极性分子，相似相溶；氨气分子与水分子形成分子间氢键；
（4）向CuSO₄溶液中滴加过量CA₃的水溶液，可生成一种深蓝色离子[Cu（CA₃）₄]²⁺，画出其结构示意图；
（5）化合物CA₅属于离子晶体；配合粒子中中心原子是H⁺．
（6）E与G形成晶体R，晶胞如图所示．R的化学式为ZnS；E^2-的配位数是4；已知R化学式量为M，晶胞边长为a cm，阿伏伽德罗常数为N_A，则晶体密度为ρ=$\frac{4M}{{{a^3}{N_A}}}$g/cm³．（列出表达式）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七种位于周期表前四周期元素，其原子序数依次增大．A的原子半径最小，则A为H元素；B的原子有6个运动状态不同的电子，则B为碳元素；D、E两元素同主族，且E的原子核外电子数是D的2倍，则D为O元素、E为S元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；F是前四周期中未成对电子数最多的元素，外围电子排布式为3d⁵4s¹，故F为Cr元素；G原子内层轨道全排满电子，最外层电子数为2，核外电子数为2+8+18+2=30，故G为Zn．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七种位于周期表前四周期元素，其原子序数依次增大．A的原子半径最小，则A为H元素；B的原子有6个运动状态不同的电子，则B为碳元素；D、E两元素同主族，且E的原子核外电子数是D的2倍，则D为O元素、E为S元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；F是前四周期中未成对电子数最多的元素，外围电子排布式为3d⁵4s¹，故F为Cr元素；G原子内层轨道全排满电子，最外层电子数为2，核外电子数为2+8+18+2=30，故G为Zn．
（1）F是前四周期中未成对电子数最多的元素，外围电子排布式为3d⁵4s¹，G为Zn元素，处于周期表中第四周期IIB则，属于ds区元素，
故答案为：3d⁵4s¹；ds；
（2）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（3）NH₃分子中N原子价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，故VSEPR模型是正四面体形；氨气分子与水分子都是极性分子，相似相溶，氨气分子与水分子形成分子间氢键，故NH₃极易溶于水，
故答案为：正四面体；氨气分子与水分子都是极性分子，相似相溶；氨气分子与水分子形成分子间氢键；
（4）向CuSO₄溶液中滴加过量NH₃的水溶液，可生成一种深蓝色离子[Cu（NH₃）₄]²⁺，其结构示意图为：，
故答案为：；
（5）化合物NH₅属于离子晶体，为NH₄H，配合粒子中H⁺提供空轨道，氨气分子提供孤电子对，中心原子是H⁺，故答案为：H⁺；
（6）晶胞中S原子数目为4，Zn原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故化学式为ZnS，Zn²⁺的配位数为4，为1：1型化合物，故E^2-的配位数为4，晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶胞体积为a³，则晶体密度为ρ=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷a³cm³=$\frac{4M}{{{a^3}{N_A}}}$g/cm³，
故答案为：ZnS；4；$\frac{4M}{{{a^3}{N_A}}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、价层电子对互斥理论、氢键、分子结构与性质、配合物、晶胞结构与计算等，是对学生综合能力的考查，难度中等．