Question

有A、B、C、D、E、F六种元素．A是宇宙中最丰富的元素；B是周期表中电负性数值最大的元素；C的基态原子中2p轨道有三个未成对的单电子；F原子核外电子数是B与C核外电子数之和；D是主族元素，且与副族元素E同周期；E能分别形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物；D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如右图1所示．请回答下列问题．
（1）E元素原子基态时的外围电子排布式为______．
（2）A₂F分子中F原子的杂化类型是______，F的气态氧化物FO₃分子的键角为______．
（3）CA₃极易溶于水，其原因是______，试判断CA₃溶于水后，形成CA₃?H₂O的最合理结构为______（选填字母）．
（4）从晶胞结构图1中可以看出，D跟B形成的离子化合物的电子式为______；该离子化合物晶体的密度为ρ．，则晶胞的体积是______（只要求列出算式）．
（5）BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的立体构型为______；
（6）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为______，层间作用力为______．

Answer 1

【答案】分析：有A、B、C、D、E、F六种元素，A是宇宙中最丰富的元素，A为氢元素；B是周期表中电负性数值最大的元素，B为氟元素；C的基态原子中2p轨道有三个未成对的单电子，外围电子排布为2s²2p³，故C为氮元素；F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，核外电子数为9+7=16，故F为硫元素；E能分别形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，E为Cu元素，D与B可形成离子化合物，由晶胞结构图1可知，晶胞中D位于顶点与面心上，故晶胞中含有D元素数目为8×+6×=4，F原子处于晶胞内部，晶胞含有氟原子数目为8，故为DF₂，D为+2价，D是主族元素，且与副族元素E同周期，故D为Ca元素，据此解答．
解答：解：有A、B、C、D、E、F六种元素，A是宇宙中最丰富的元素，A为氢元素；B是周期表中电负性数值最大的元素，B为氟元素；C的基态原子中2p轨道有三个未成对的单电子，外围电子排布为2s²2p³，故C为氮元素；F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，核外电子数为9+7=16，故F为硫元素；E能分别形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，E为Cu元素，D与B可形成离子化合物，由晶胞结构图1可知，晶胞中D位于顶点与面心上，故晶胞中含有D元素数目为8×+6×=4，F原子处于晶胞内部，晶胞含有氟原子数目为8，故为DF₂，D为+2价，D是主族元素，且与副族元素E同周期，故D为Ca元素，
（1）E是Cu元素，是29号元素，原子基态时的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，故答案为：3d¹⁰4s¹；
（2）A₂F分子是H₂S，S原子成2个S-H键，含有2对孤对电子对，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，SO₃分子中价层电子对=3+（6-3×2）=3，该分子中不含孤电子对，所以是平面三角形结构，其键角是60°，故答案为：sp³；60°；
（3）NH₃中N元素的电负性很强，与水分子之间形成氢键，且二者都是极性分子，故氨气极易溶于水，
NH₃?H₂O分子中NH₃与H₂O通过氢键连接，氨水溶液呈碱性，如果氢键为，N-H键断裂产生NH₂^-、H₃⁺O，溶液呈酸性；
如果氢键为，O-H断裂产生NH₄⁺、OH^-，溶液呈碱性，故为，b正确，
故答案为：与水分子之间形成氢键，且二者都是极性分子；b；
（4）由晶胞结构图1可知，晶胞中D位于顶点与面心上，故晶胞中含有D元素数目为8×+6×=4，F原子处于晶胞内部，晶胞含有氟原子数目为8，故为CaF₂，电子式为，晶胞的质量为，晶体的密度为ρ（g?cm^-3），则晶胞的体积是，
故答案为：；；
（5）BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-中B原子的价层电子对=4+=4，该离子中不含孤电子对，为正四面体结构，故答案为：正四面体；
（6）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，层间作用力为范德华力，故答案为：共价键；范德华力．
点评：本题考查结构性质位置关系、核外电子排布规律、分子结构与性质、杂化轨道、化学键与氢键、晶胞的有关计算等，题目综合性较大，难度较大，（3）中氢键的判断为易错点，难点，注意根据氢键的影响导致化学键断裂进行理解．