Question

5．图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体． （1）图中d的单质对应元素原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子中含2个 键，2个 键．
（3）a与b的元素形成的10个电子中性分子X的空间构型为三角锥型；将X溶于水后的溶液滴入到含d元素高价离子的溶液中至过量，生成d元素的离子化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺，其中X与d 高价离子之间以配位键相结合．
（4）图2是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：
HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中；HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键．
（5）图中C单质的晶体堆积方式类型是体心立方堆积，这种堆积方式晶胞中原子的配位数为8．

Answer 1

分析 Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中，Na、Cu为金属晶体，均是热和电的良导体，C、Si的单质为原子晶体，且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔沸点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最低，由图熔点的高低顺序可知a为H，b为N，c为Na，d为Cu，e为Si，f为C，结合对应单质、化合物的结构和性质以及元素周期律的递变规律解答该题，
（1）d为Cu，Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，根据核外电子排布规律来写；
（2）单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，C-Hσ键和1个C-N1个σ键和2个π键；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型，与铜离子配位形成四氨合铜络离子；
（4）根据图二可知该酸为HNO₃，再根据其结构回答；
（5）C为Na单质的晶体堆积方式类型是体心立方堆积，这种堆积方式晶胞中原子的配位数为8．

解答 解：Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中，Na、Cu为金属晶体，均是热和电的良导体，C、Si的单质为原子晶体，且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔沸点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最低，由图熔点的高低顺序可知a为H，b为N，c为Na，d为Cu，e为Si，f为C，
（1）d为Cu，对应元素原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）单质a、b、f对应的元素以原子个数比1：1：1形成的分子为HCN，结构式为H-C≡N，C-Hσ键和1个C-N1个σ键和2个π键，所以分子中含2个σ键，2个π键，
故答案为：2；2；
（3）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以氮原子杂化方式是sp³，因为含有一个孤电子对，所以是三角锥型结构，将NH₃溶于水后的溶液滴入到含Cu元素高价离子的溶液中至过量，Cu²⁺提供空轨道，氨气分子提供孤对对子，通过配位键形成四氨合铜络离子，其化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案为：三角锥型；[Cu（NH₃）₄]²⁺；配位；
（4）该酸为HNO₃，HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中，并且HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键，易溶于水；
故答案为：HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中；HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键；
（5）C为Na单质的晶体堆积方式类型是体心立方堆积，这种堆积方式晶胞中原子的配位数为8，故答案为：体心立方堆积；8．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、配合物等，根据图示推出各对应元素是解答关键，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．