Question

13．現(xiàn)有A、B、D、E、F、G六種前四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，E、F同主族，A、B的最外層電子數(shù)之和與D的最外層電子數(shù)相等，A、D、E的質(zhì)子數(shù)之和與F的原子序數(shù)相等，A能分別與B、D、E形成電子總數(shù)相等的分子．E、F均能形成多種同素異形體，G²⁺的3d能級(jí)有8個(gè)電子．
（1）G原子的外圍電子排布式3d⁸4s²；F的核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有16種
（2）B、D、E三種元素中電負(fù)性最大的是O
（3）B、E、G形成的配合物G（BE）₄，常溫下G（BE）₄為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，G（BE）₄屬于分子晶體晶體
（4）BA₄、DH₃兩種分子在A₂E中的溶解度相差很大，其原因是CH₄為非極性分子，NH₃為極性分子，H₂O為極性溶劑，根據(jù)相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃與H₂O可形成分子間氫鍵，增大了NH₃在H₂O中的溶解度；
（5）B和D形成的化合物結(jié)構(gòu)如圖1，其硬度超過(guò)金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料．寫出該化合物的化學(xué)式C₃N₄；其硬度超過(guò)金剛石的原因是碳氮鍵的鍵長(zhǎng)小于碳碳鍵的鍵長(zhǎng)，所以前者的鍵能大，故其硬度大．
（6）A₂是新型清潔能源，鑭（La）和G單質(zhì)的合金可做存儲(chǔ)A₂的材料．該合金的晶胞如圖2所示，若該晶胞的棱長(zhǎng)為a pm，則該晶體的密度為$\frac{434}{（a×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$g/cm³（阿伏加德羅常數(shù)用NA表示）

Answer 1

分析 A能分別與B、D、E形成電子總數(shù)相等的分子，且A為此六種元素中原子序數(shù)最小的元素，不難推斷A為H，H能與C、N、O、F等形成10個(gè)電子的分子；
E、F同主族，前四周期元素上下周期同一主族的元素，原子序數(shù)相差8，即E的原子序數(shù)+8=F的原子序數(shù)，又A、D、E的質(zhì)子數(shù)之和與F的原子序數(shù)相等，即1+D的原子序數(shù)=8=E的原子序數(shù)，推出D的原子序數(shù)為7，即D為N，E為O，那么F與O同族，且原子序數(shù)差8，那么F為S；
A、B的最外層電子數(shù)之和與D的最外層電子數(shù)相等，D為N，最外層電子數(shù)為5，即B的最外層電子數(shù)為4，即B為C，據(jù)此回答各小題即可；
（1）根據(jù)構(gòu)造原理，核外電子排滿4s再排3d，3d能級(jí)中有8個(gè)電子，不存在洪特規(guī)則特例情況，因此4s上的電子數(shù)為2，據(jù)此解答即可；
（2）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；
（3）依據(jù)相似相容原理回答即可；
（4）根據(jù)相似相容原理和氫鍵對(duì)溶解度的影響分析；
（5）依據(jù)晶胞計(jì)算C、N的個(gè)數(shù)比，依據(jù)鍵長(zhǎng)大小判斷鍵能大��；
（6）該晶胞中La為：8×$\frac{1}{8}$=1；Ni為：1+8×$\frac{1}{4}$=5，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）核外電子排滿4s再排3d，3d能級(jí)中有8個(gè)電子，故G原子的外圍電子排布式為3d⁸4s²，即G元素為Ni，F(xiàn)為S，其核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有16種；故答案為：3d⁸4s²；16；
（2）依據(jù)分析可知：B、D、E三種元素分別為C、N、O，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，故O的電負(fù)性最大，
故答案為：O；
（3）C、O、Ni形成的配合物Ni（CO）₄為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，故為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
（4）CH₄為非極性分子，NH₃為極性分子，H₂O為極性溶劑，根據(jù)相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃與H₂O可形成分子間氫鍵，增大了NH₃在H₂O中的溶解度，
故答案為：CH₄為非極性分子，NH₃為極性分子，H₂O為極性溶劑，根據(jù)相似相容原理，NH₃在水中的溶解度大，且NH₃與H₂O可形成分子間氫鍵，增大了NH₃在H₂O中的溶解度；
（5）由C和N寫成的化合物中，每個(gè)C成4個(gè)共價(jià)鍵，故晶胞中C的個(gè)數(shù)為：$\frac{1}{4}$，每個(gè)N成3個(gè)共價(jià)鍵，故晶胞中N的個(gè)數(shù)為$\frac{1}{3}$，即C：N=$\frac{1}{4}$=3：4，故該化合物的化學(xué)式為：C₃N₄； 由于此化合物中碳氮鍵的鍵長(zhǎng)小于碳碳鍵的鍵長(zhǎng)，所以它的硬度超過(guò)金剛石，
故答案為：C₃N₄；碳氮鍵的鍵長(zhǎng)小于碳碳鍵的鍵長(zhǎng)，所以前者的鍵能大，故其硬度大；
（6）每個(gè)晶胞中，La位于頂點(diǎn)，8×$\frac{1}{8}$=1，Ni位于體心和面心，1+8×$\frac{1}{4}$=5，化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₅；
晶胞中含有1個(gè)lLa原子，5個(gè)Ni原子，則晶胞質(zhì)量為$\frac{139+5×59}{N{\;}_{A}}$g，該晶胞體積為a³pm³=（a×10^-10）³cm³，則密度ρ=$\frac{434}{（a×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$，
故答案為：$\frac{434}{（a×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是元素的推斷、原子核外電子排布、電負(fù)性大小比較、晶胞的有關(guān)計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)，為高考選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)部分必考的考點(diǎn)，其中晶胞的計(jì)算是難點(diǎn)．