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【题目】A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且A原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反;工业上电解熔融C2A3制取单质C;B、E除最外层均只有2个电子外,其余各层全充满。回答下列问题:

(1)B、C中第一电离能较大的是__ (用元素符号填空),基态E原子价电子的轨道表达式______。

(2)DA2分子的VSEPR模型是_____。

(3)实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6,其球棍模型如图所示。已知C2Cl6在加热时易升华,与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。

①C2Cl6属于_______晶体(填晶体类型),其中C原子的杂化轨道类型为________杂化。

②[C(OH)4]-中存在的化学键有________。

a.离子键 b.共价键 c.σ键 d.π键 e.配位键 f.氢键

(4)B、C的氟化物晶格能分别是2957 kJ/mol 、5492 kJ/mol,二者相差很大的原因________。

(5)D与E形成化合物晶体的晶胞如下图所示:

①在该晶胞中,E的配位数为_________。

②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。上图晶胞中,原子的坐标参数为:a(0,0,0);b(,0,);c(,,0)。则d原子的坐标参数为______。

③已知该晶胞的边长为x cm,则该晶胞的密度为ρ=_______g/cm3(列出计算式即可)。

【答案】Mg 平面三角形 分子 sp3 bce Al3+比Mg2+电荷多,半径小,晶格能大 4 (1,,)

【解析】

A、B、C、D、E是前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且A原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反,则A是核外电子排布式是1s22s22p4,所以A是O元素;D是S元素;工业上电解熔融C2A3制取单质C,则C为Al元素;基态B、E原子的最外层均只有2个电子,其余各电子层均全充满,结合原子序数可知,B的电子排布为1s22s22p63s2、E的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2,B为Mg,E为Zn,以此来解答。

由上述分析可知,A为O元素,B为Mg元素,C为Al元素,D为S元素,E为Zn元素。

(1)Mg的3s电子全满为稳定结构,难失去电子;C是Al元素,原子核外电子排布式是1s22s22p63s33p1,失去第一个电子相对容易,因此元素B与C第一电离能较大的是Mg;E是Zn元素,根据构造原理可得其基态E原子电子排布式是[Ar]3d104s2,所以价电子的轨道表达式为;

(2) DA2分子是SO2,根据VSEPR理论,价电子对数为VP=BP+LP=2+=3,VSEPR理论为平面三角形;

(3)①C2Cl6 是Al2Cl6,在加热时易升华,可知其熔沸点较低,据此可知该物质在固态时为分子晶体,Al形成4个共价键,3个为σ键,1个为配位键,其杂化方式为sp3杂化;

②[Al(OH)4]-中,含有O-H极性共价键,Al-O配位键,共价单键为σ键,故合理选项是bce;

(4)B、C的氟化物分别为MgF2和AlF3,晶格能分别是2957kJ/mol、5492kJ/mol,同为离子晶体,晶格能相差很大, 是由于Al3+比Mg2+电荷多、离子半径小,而AlF3的晶格能比MgCl2大;

(5)①根据晶胞结构分析,S做面心立方最密堆积,Zn做四面体填隙,则Zn的配位数为4;

②根据如图晶胞,原子坐标a为(0,0,0);b为(,0,);c为(,,0),d处于右侧面的面心,根据几何关系,则d的原子坐标参数为(1,,);

③一个晶胞中含有S的个数为8×+6×=4个,含有Zn的个数为4个,1个晶胞中含有4个ZnS,1个晶胞的体积为V=a3cm3,所以晶体密度为ρ==g/cm3。

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