题目内容

19.如表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素.

请回答下列问题:
(1)科学家发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如图所示(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为MgNi3C(用对应的元素符号表示).
(2)某元素的价电子排布式为nsnnpn+1,该元素与元素①形成的18电子的X分子的结构式为;该元素还可与元素①形成10电子的气体分子Y,将过量的Y气体通入盛有含⑩元素的硫酸盐溶液中,反应过程中的实验现象为先产生蓝色沉淀,然后沉淀溶解,变成深蓝色溶液.
(3)比较③,⑤,⑥,⑦,⑧五种元素的电负性大小,由大到小排列的顺序为Ca<Al<S<Cl<O(用 元素符号表示).
(4)⑩元素单质晶体采取堆积方式面心立方最密堆积,空间利用率为74%.

分析 由元素周期表可以得出元素①为H,②为C,③为O,④为Mg,⑤为Mn,⑥为S,⑦为Cl,⑧为Ca,⑨为Ni,⑩为Cu;
(1)②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心,C原子个数为1,Mg原子个数为8×$\frac{1}{8}$=1,Ni原子个数为6×$\frac{1}{2}$=3;
(2)元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,故该元素的特征电子排布式为2s22p3,为N原子,元素与元素①形成的18电子的X分子为N2H4;元素①为H元素,与X形成的物质为NH3,与硫酸铜溶液先生成蓝色沉淀,后形成络合物;
(3)非金属性越强,电负性越大;
(4)Cu单质的晶体堆积方式为面心立方密堆积,利用均摊法计算晶胞中Cu原子数目,设Cu原子半径为r,则晶胞棱长为4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r,空间利用率=$\frac{晶胞中原子总体积}{晶胞体积}$×100%.

解答 解:由元素周期表可以得出元素①为H,②为C,③为O,④为Mg,⑤为Mn,⑥为S,⑦为Cl,⑧为Ca,⑨为Ni,⑩为Cu;
(1)②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心,C原子个数为1,Mg原子个数为8×$\frac{1}{8}$=1,Ni原子个数为6×$\frac{1}{2}$=3,化学式为MgNi3C,故答案为:MgNi3C;
(2)元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,故该元素的特征电子排布式为2s22p3,为N原子,元素与元素①形成的18电子的X分子为N2H4,其结构式为;元素①为H元素,与X形成的物质为NH3,与硫酸铜溶液先生成蓝色沉淀,后形成络合物,则观察到的现象为先产生蓝色沉淀,然后沉淀溶解,变成深蓝色溶液,
故答案为:;先产生蓝色沉淀,然后沉淀溶解,变成深蓝色溶液;
(3)非金属性越强,电负性越大,则电负性从小到大顺序是Ca<Al<S<Cl<O,故答案为:Ca<Al<S<Cl<O;   
(4)Cu单质的晶体堆积方式为面心立方密堆积,晶胞中Cu原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,设Cu原子半径为r,则晶胞中Cu原子总体积为4×$\frac{4}{3}$πr3,设Cu原子半径为r,则晶胞棱长为4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r,晶胞体积为(2$\sqrt{2}$r)3=16$\sqrt{2}$r3,空间利用率=$\frac{\frac{16}{3}π{r}^{3}}{16\sqrt{2}{r}^{3}}$×100%=74%,
故答案为:面心立方最密堆积;74%.

点评 本题综合考查物质结构与性质,为高频考点,涉及元素周期表、氢键、晶胞结构与计算,是对学生综合能力的考查,(4)为解答的难点,需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力,题目难度中等.

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