Question

6．已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大．A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等，B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E是第四周期d区原子序数最大的元素，F⁺的最外层电子排布全充满．请回答下列问题：
（1）写出E的价层电子排布式3d⁸4s²．
（2）A、B、C、D电负性由小到大的顺序为H＜C＜N＜O（填元素符号）．
（3）E（BD）₄为无色或黄色挥发性剧毒液体，熔点-19.3℃，沸点43℃．不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂，呈四面体构型，该晶体的类型为分子晶体，E与BD之间的作用力为配位键．
（4）①写出一种与BD₃^2-互为等电子体的分子的化学式BF₃．
②含F²⁺的溶液与K₂SO₄、氨水反应可得到化合物[F（NH₃）₄]SO₄．1mol配合物离子[F（NH₃）₄]²⁺中含σ键的数目为16N_A．
③E元素与镧（La）元素的合金可做储氢材料，该晶体的晶胞如图所示，晶胞中心有一个E原子，其他E原子都在晶胞面上，则该晶体的化学式为LaNi₅；已知该合金的摩尔质量为M g•mol^-1，晶胞参数为a pm，用N_A表示阿伏伽德罗常数，则该晶胞的密度为$\frac{M}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大．
A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等，则A为H元素；
B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，电子排布为1s²2s²2p²，则B为C元素；
D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，则D为O元素，故C为N元素；
E⁴⁺与氩原子的核外电子排布相同，则E为Ti元素；
F是第四周期d区原子序数最大的元素，则F为Ni元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大．
A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等，则A为H元素；
B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，电子排布为1s²2s²2p²，则B为C元素；
D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，则D为O元素，故C为N元素；
E⁴⁺与氩原子的核外电子排布相同，则E为Ti元素；
F是第四周期d区原子序数最大的元素，则F为Ni元素，
（1）E为22号元素Ti，其价层电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（2）同周期元素从左到右电负性逐渐增大，电负性由大到小的顺序为H＜C＜N＜O，故答案为：H＜C＜N＜O；
（3）Ni（CO）₄熔沸点较低，为分子晶体；Ni为过渡元素容易提供空轨道，而CO提供孤对电子，二者形成配位键，故答案为：分子晶体；配位键；
（4）①与CO₃^2-互为等电子体的分子为BF₃，故答案为：BF₃；
②1mol配合物离子[Ni（NH₃）₄]²⁺，镍离子与氨分子之间有4个σ键，每个氨分子内部有3个σ键，所以1mol[Ni（NH₃）₄]²⁺中含有的σ键的数目为（4+4×3）N_A 个=16N_A个，故答案为：16N_A；
③该合金的晶胞如图所示，晶胞中心有一个镍原子，其他8个镍原子都在晶胞面上，镧原子都在晶胞顶点，所以晶胞实际含有的镍原子为1+8×$\frac{1}{2}$=5，晶胞实际含有的镧原子为8×$\frac{1}{8}$=1，所以晶体的化学式LaNi₅，晶胞的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}cm）^{3}}$=$\frac{M}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$，故答案为：LaNi₅；  $\frac{M}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$．

点评 本题主要考查位置、结构与性质关系的综合应用，涉及核外电子排布、等电子体、化学键、晶胞的结构等知识，题目难度中等，答题时注意观察图中晶胞的结构．