Question

四種元素A、B、C、D位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為50；A元素原子的核外只有一個(gè)電子；B元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子；C元素原子與B元素原子的價(jià)層電子數(shù)相同；D原子的最外層電子數(shù)為1，其d軌道中的電子數(shù)與K層電子數(shù)之比為5：1．
（1）B、C可分別與A形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物a、b，共價(jià)化合物a、b的分子式分別是

 

、

 

；a分子的立體結(jié)構(gòu)是

 

．a(chǎn)晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，與一個(gè)a分子緊密相鄰的a分子有

 

個(gè)．
（2）將過(guò)量氨水滴入盛有D元素的硫酸鹽溶液中，反應(yīng)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

；反應(yīng)過(guò)程中相應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）D的單質(zhì)晶體是面心立方體，立方體的每個(gè)面5個(gè)D原子緊密堆砌（即面心立方體最緊密堆積），D原子半徑為d cm，設(shè)D原子的相對(duì)原子質(zhì)量為y．則D的單質(zhì)晶體的密度為

 

g?cm^-3．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A元素原子的核外只有一個(gè)電子，所以A為氫元素；B元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子，所以B的電子排布式為1s²2s²2p²，B為碳元素；C元素原子與B元素原子的價(jià)層電子數(shù)相同，即為同主族元素，A、B、C、D的核電荷數(shù)依次增加，所以C為硅元素；D原子的最外層電子數(shù)為1，其d軌道中的電子數(shù)與K層電子數(shù)之比為5：1，且為前四周期元素，所以D的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，D為銅元素，據(jù)此答題．

解答： 解：A元素原子的核外只有一個(gè)電子，所以A為氫元素；B元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子，所以B的電子排布式為1s²2s²2p²，B為碳元素；C元素原子與B元素原子的價(jià)層電子數(shù)相同，即為同主族元素，A、B、C、D的核電荷數(shù)依次增加，所以C為硅元素；D原子的最外層電子數(shù)為1，其d軌道中的電子數(shù)與K層電子數(shù)之比為5：1，且為前四周期元素，所以D的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，D為銅元素，
（1）C與Si可分別與H形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物CH₄、SiH₄，所以a是CH₄，甲烷分子是正四面體構(gòu)型，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可以看出大晶胞的八個(gè)頂點(diǎn)上和六個(gè)面心上都各有一個(gè)甲烷分子，所以與一個(gè)甲烷分子緊密相鄰的甲烷分子有12個(gè)，故答案為：CH₄；SiH₄；正四面體形；12；
（2）氨氣通入銅鹽溶液中，先生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)反應(yīng)生成配合物，沉淀逐漸溶解，溶液呈深藍(lán)色，反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+2 NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2 NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液呈深藍(lán)色；Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（3）銅元素單質(zhì)晶體是面心立方體，該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

=4，銅原子半徑為d cm，晶胞的棱長(zhǎng)=

(4d)2

2

cm=2

2

dcm，則其體積=（2

2

dcm）³，ρ=

m

V

=

4y NA g

(2 2 dcm)3

=

2 y

8d3NA

g?cm^-3，故答案為：

2 y

8d3NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)原子結(jié)構(gòu)和元素周期表推斷元素，并在此基礎(chǔ)上考查晶胞的結(jié)構(gòu)、配合物的知識(shí)、及晶胞的計(jì)算，中等難度．