Question

【化学--选修3：物质结构与性质】
已知：A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素．其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B₂E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高；F能形成红色（或砖红色）的F₂O和黑色的FO两种氧化物．
回答下列问题：
（1）F的原子的M层电子排布式为

 

．
（2）B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为

 

．（用元素符号表示）
（3）A的简单氢化物分子极易溶于水，其主要原因是

 

．
（4）E的最高价氧化物分子的空间构型是

 

．其中心原子的杂化方式为

 

．
（5）F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子，配位数为

 

．
（6）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为

 

；（黑色球表示F原子），已知紧邻的白球与黑球之间的距离为a cm，该晶胞的密度为

 

 g/cm³．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：C元素是地壳中含量最高的金属元素，所以C是Al元素；A原子核外有三个未成对电子，原子序数小于Al，则其电子排布式为1s²2s²2p³，即A为N元素；E原子核外的M层中只有两对成对电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则E为S元素；化合物B₂E的晶体为离子晶体，则B为第三周期第ⅠA族元素，即B为Na元素；由原子序数可知D处于第三周期，D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高，Si的晶体类型为原子晶体，沸点最高，则D为Si元素；F能形成红色（或砖红色）的F₂O和黑色的FO两种氧化物，则F为Cu，据此解答．

解答： 解：C元素是地壳中含量最高的金属元素，所以C是Al元素；A原子核外有三个未成对电子，原子序数小于Al，则其电子排布式为1s²2s²2p³，即A为N元素；E原子核外的M层中只有两对成对电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则E为S元素；化合物B₂E的晶体为离子晶体，则B为第三周期第ⅠA族元素，即B为Na元素；由原子序数可知D处于第三周期，D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高，Si的晶体类型为原子晶体，沸点最高，则D为Si元素；F能形成红色（或砖红色）的F₂O和黑色的FO两种氧化物，则F为Cu，
（1）F为Cu，其M层电子排布式为：3s²3p⁶3d¹⁰，故答案为：3s²3p⁶3d¹⁰；
（2）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，故第一电离能Na＜Al＜Si，故答案为：Na＜Al＜Si；
（3）由于氨分子与水分子之间存在氢键，故氨气分子极易溶于水，故答案为：氨分子与水分子之间存在氢键；
（4）SO₃分子S原子形成3个σ键且不含孤电子对，所以为平面正三角形结构，S原子采取sp²杂化，故答案为：平面正三角形；sp²；
（5）Cu²⁺与NH₃形成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子，其配位数为4，故答案为：4；
（6）晶胞中Cu原子数目=12×

1

4

=3、N原子数目=8×

1

8

=1，故化学式为：Cu₃N，晶胞的质量=

64×3+14

NA

g，紧邻的白球与黑球之间的距离为a cm，则晶胞棱长=2a cm，则晶胞体积=（2a cm）³，故晶体的密度=

64×3+14 NA

(2a cm)3

=

103

4NA?a3

g/cm³，
故答案为：Cu₃N；

103

4NA?a3

．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、分子空间构型、原子的杂化、晶胞计算等，注意第ⅡA和第ⅢA族、第ⅤA族和第ⅥA族之间第一电离能异常，注意根据均摊法进行晶胞计算．