Question

前四周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A是周期表所有原子中原子半径最小的，B有三个能级，且各个能级上电子数相等，D与C同周期，且C中未成对电子是该周期中最多的；D基态原子的2p电子是2s电子的2倍；E有4个电子层，且与A最外层电子数相同，其他各层均排满．
（1）写出E²⁺的基态核外电子排布式

 

．
（2）A和C可以形成18电子的分子，该分子中C原子的杂化方式为

 

．
（3）C与D形成的酸根离子CD₃^-
①CD₃^-的空间构型为

 

（用文字描述）．
②写出一种与CD₃^-互为等电子体的分子的化学式

 

．
（4）CA₃的沸点比BA₄的沸点高的原因是

 

．
（5）E²⁺与C的常见氢化物形成配位数为4的配合物离子，1mol该离子中含σ键数目为

 

．
（6）E晶胞结构如图所示，该晶体中每个E原子周围距离最近的E原子数目为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,“等电子原理”的应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：前四周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A是周期表所有原子中原子半径最小的，则A为H元素，B有三个能级，且各个能级上电子数相等，则B为C元素，D基态原子的2p电子是2s电子的2倍，则D为O元素；D与C同周期，且C中未成对电子是该周期中最多的，则C为N元素；E有4个电子层，且与A最外层电子数相同，其他各层均排满，则E为Cu 元素，据此答题．

解答： 解：前四周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A是周期表所有原子中原子半径最小的，则A为H元素，B有三个能级，且各个能级上电子数相等，则B为C元素，D基态原子的2p电子是2s电子的2倍，则D为O元素；D与C同周期，且C中未成对电子是该周期中最多的，则C为N元素；E有4个电子层，且与A最外层电子数相同，其他各层均排满，则E为Cu 元素，
（1）E为Cu 元素，原子核外有29个电子，所以Cu²⁺的基态核外电子排布式为[Ar]3d⁹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案为：[Ar]3d⁹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）A和C可以形成18电子的分子为N₂H₄，该分子中N原子的价层电子对数为

5+2+1

2

=4，所以N原子的杂化方式为sp³，
故答案为：sp³；
（3）C与D形成的酸根离子CD₃^-为NO₃^-，
①NO₃^-中氮原子的价层电子对数为

5+1

2

=3，没有孤电子对，所以NO₃^-的空间构型为平面三角形；
②与NO₃^-互为等电子体的分子的化学式为SO₃或BF₃，
故答案为：平面三角形；SO₃或BF₃；
（4）由于NH₃分子间有氢键，所以NH₃的沸点比CH₄的沸点高，
故答案为：NH₃分子间有氢键；
（5）E²⁺与C的常见氢化物形成配位数为4的配合物离子为[Cu（NH₃）₄]²⁺，在[Cu（NH₃）₄]²⁺中氨分子与铜离子之间有配位键，每个氨分子内有3个N-H键，所以1mol该离子中含σ键数目为16mol或16×6.02×10²³，
故答案为；16mol或16×6.02×10²³；
（6）铜晶胞结构如图所示，以晶胞顶点铜原子为例，与该铜原子周围距离最近的铜原子分布在晶胞各个面的面心上，这样的铜原子有12个，
故答案为：12．

点评：本题考物质结构元素周期律的相关知识，涉及核外电子排布、配位化合物、原子的杂化类型、分子空间构型、晶胞的计算等知识，难度中等，元素推断是解题的关键．