Question

化學(xué)-選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
有a、b、c、d、f五種前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，第一電離能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b）且其中基態(tài)b原子的2p軌道處半充滿狀態(tài)，已知bc₂⁺與ac₂互為等電子體，d為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，f的原子序數(shù)為29．請回答下列問題．（如需表示具體元素請用相應(yīng)的元素符號）

（1）寫出bc₂⁺的電子式

 

，基態(tài)f原子的核外電子排布式為

 

．
（2）b的簡單氫化物極易溶于c的簡單氫化物，其主要原因是

 

．
（3）化合物甲由c、d兩種元素組成，其晶胞如甲圖，甲的化學(xué)式

 

．
（4）化合物乙的部分結(jié)構(gòu)如乙圖，乙由a、b兩元素組成，硬度超過金剛石．
①乙的晶體類型為

 

，其硬度超過金剛石的原因是

 

．
②乙的晶體中a、b兩種元素原子的雜化方式均為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計算,原子核外電子排布,晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：a、b、c、d、f五種前四周期元素，原子序數(shù)依次增大；基態(tài)b原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，b為N元素；a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，均處于第二周期，第一電離能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b），且原子序數(shù)a＜b＜c，則c為O元素、a為C元素；d為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，則d為K元素；f的原子序數(shù)為29，則f為Cu，據(jù)此解答．

解答： 解：a、b、c、d、f五種前四周期元素，原子序數(shù)依次增大；基態(tài)b原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，b為N元素；a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，均處于第二周期，第一電離能I₁（a）＜I₁（c）＜I₁（b），且原子序數(shù)a＜b＜c，則c為O元素、a為C元素；d為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，則d為K元素；f的原子序數(shù)為29，則f為Cu，
（1）bc₂⁺為NO₂⁺，與CO₂互為等電子體，所以結(jié)構(gòu)也相同，故NO₂⁺的電子式為，基態(tài)Cu原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）b的簡單氫化物為氨氣是極性分子，c的簡單氫化物為水也是極性分子，氨氣分子與水分子之間可以形成氫鍵，所以氨氣極易溶于水，
故答案為：兩種分子都是極性分子，分子之間都能形成氫鍵；
（3）（4）晶胞中K離子位于晶胞的頂點(diǎn)和體心位置，1個晶胞含有K離子的個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中，由O元素構(gòu)成的離子個數(shù)為：2×（12×

1

4

+1）=8，則甲的化學(xué)式為KO₂，故答案為：KO₂；
（4）①化合物N由C、N兩元素組成，硬度超過金剛石，則N為原子晶體，由于C-N鍵的鍵長小于C-C鍵，鍵能大于C-C鍵，則硬度超過金剛石，
故答案為：原子晶體；C-N鍵的鍵長小于C-C鍵，鍵能大于C-C鍵；
②晶體中C原子與4個N原子成鍵，N原子與3個C原子成鍵，并有1對孤電子對，都為sp³雜化，
故答案為：sp³雜化．

點(diǎn)評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電子式、核外電子排布式、等電子體、氫鍵、雜化軌道、晶胞的計算及晶體的性質(zhì)等，題目難度中等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，注意雜化類型的判斷