Question

8．有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負(fù)性最大的元素，C的2p軌道中有三個(gè)未成對(duì)的單電子，F(xiàn)原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物其晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，B離子均在晶胞體內(nèi)，D的離子分占在晶胞頂點(diǎn)和面心．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）E元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；E單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方最密堆積，晶胞中E原子的配位數(shù)為12
（2）A₂F分子中F原子的雜化類(lèi)型是sp³，F(xiàn)的氧化物FO₃分子空間構(gòu)型為平面三角形；
（3）CA₃極易溶于水，其原因主要是氨氣與水分子之間形成氫鍵，且二者都是極性分子，
（4）從圖中可以看出，D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為CaF₂；該離子化合物晶體的密度為ag•cm^-3．，則晶胞的體積是$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm^-3（寫(xiě)出表達(dá)式即可）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A是H元素；
B是電負(fù)性最大的元素，則B是F元素；
C的2p軌道中有三個(gè)未成對(duì)的單電子，則C是N元素；
F原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，則F原子核外電子數(shù)為16，為S元素；
E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，則E是Cu元素，D是主族元素且與E同周期，則D位于第四周期；
D與B可形成離子化合物其晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，B離子均在晶胞體內(nèi)，D的離子分占在晶胞頂點(diǎn)和面心，晶胞中D離子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟離子個(gè)數(shù)是8，所以氟離子和D離子個(gè)數(shù)之比為8：4=2：1，所以D離子帶兩個(gè)單位正電荷，為Ca²⁺，所以D是Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)其基態(tài)原子核外電子排布式；Cu為面心立方最密堆積；Cu基態(tài)中Cu原子配位數(shù)=3×8÷2；
（2）H₂S分子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有2個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷S原子的雜化類(lèi)型，S的氧化物SO₃分子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷三氧化硫分子空間構(gòu)型；
（3）NH₃極易溶于水，分子間氫鍵增大物質(zhì)的溶解性；
（4）D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為CaF₂；該離子化合物晶體的密度為ag•cm^-3，該晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A是H元素；
B是電負(fù)性最大的元素，則B是F元素；
C的2p軌道中有三個(gè)未成對(duì)的單電子，則C是N元素；
F原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，則F原子核外電子數(shù)為16，為S元素；
E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，則E是Cu元素，D是主族元素且與E同周期，則D位于第四周期；
D與B可形成離子化合物其晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，B離子均在晶胞體內(nèi)，D的離子分占在晶胞頂點(diǎn)和面心，晶胞中D離子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟離子個(gè)數(shù)是8，所以氟離子和D離子個(gè)數(shù)之比為8：4=2：1，所以D離子帶兩個(gè)單位正電荷，為Ca²⁺，所以D是Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Cu為面心立方最密堆積；Cu基態(tài)中Cu原子配位數(shù)=3×8÷2=12，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；面心立方最密堆積；12；
（2）H₂S分子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有2個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知S原子的雜化類(lèi)型為sp³，S的氧化物SO₃分子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知三氧化硫分子空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：sp³；平面三角形；
（3）氨水中氨氣分子和水分子之間形成氫鍵，氫鍵導(dǎo)致氫化物的溶解性增強(qiáng)，且二者都是極性分子，所以氨氣極易溶于水，
故答案為：氨氣與水分子之間形成氫鍵，且二者都是極性分子；
（4）D跟B形成的離子化合物的化學(xué)式為CaF₂；該離子化合物晶體的密度為ag•cm^-3，該晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$cm^-3=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm^-3，
故答案為：CaF₂；$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、原子雜化方式判斷、微�？臻g構(gòu)型判斷、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)即可解答，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，題目難度中等．