Question

1．A、B、C、D、E是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．A原子最外层电子数为内层电子数的3倍；B的焰色反应呈黄色；C的氢化物是一种强酸，其浓溶液可与A、E的化合物反应生成C的单质；D是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子．请回答下列问题：
（1）元素E的名称为锰，D的基态原子价层电子排布式为3d⁵4s¹．
（2）C的氢化物的沸点比其上一周期同族元素的氢化物低，是因为HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键．
（3）A、C电负性大小顺序是O＞Cl（用元素符号表示），C的最高价含氧酸根的空间构型为正四面体，其中心原子的杂化类型为sp³．
（4）A、B形成的化合物的晶胞如图所示，该晶胞的化学式为Na₂O，其中A离子的配位数为8，该晶体类型为离子晶体．
（5）该晶胞的边长为a×10^-10 cm，则距离最近的A、B离子间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．A原子最外层电子数为内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则A为O元素；B的焰色反应呈黄色，则B为Na；C的氢化物是一种强酸，则C为Cl；其浓溶液可与A、E的化合物反应生成C的单质，应是二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，可知E为Mn元素；D是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子，处于第四周期，外围电子排布为3d⁵4s¹，则D为Cr，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．A原子最外层电子数为内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则A为O元素；B的焰色反应呈黄色，则B为Na；C的氢化物是一种强酸，则C为Cl；其浓溶液可与A、E的化合物反应生成C的单质，应是二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，可知E为Mn元素；D是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子，处于第四周期，外围电子排布为3d⁵4s¹，则D为Cr．
（1）元素E为锰，前四周期元素中，D是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子，处于第四周期，基态原子价层电子排布式为3d⁵4s¹，
故答案为：锰；3d⁵4s¹；
（2）C为Cl，其上一周期同族元素的氢化物为HF，HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键，故HCl的沸点低于HF，
故答案为：HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键；
（3）A为O元素、C为Cl元素，二者形成的氧化物中O元素表现负化合价，对键合电子吸引力更大，故电负性大小顺序是O＞Cl，Cl的最高价含氧酸根为ClO₄^-，Cl原子价层电子对数为4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4，没有孤对电子，故其空间构型为正四面体，其Cl原子的杂化类型为sp³杂化，
故答案为：O＞Cl；正四面体；sp³；
（4）晶胞中Na原子数目为8，O原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Na、O原子数目之比为8：4=2：1，故该晶胞的化学式为Na₂O，以上面面心中A离子研究，与之相邻的B离子有8个，另外4个位于上面晶胞内部，故A离子的配位数为8，该晶体属于离子晶体，
故答案为：Na₂O；8；离子晶体；
（5）白色球与周围的8个黑色球形成立方体结构，黑色球位于立方体顶点、白色球位于立方体体心，该晶胞的边长为a×10^-10 cm，晶胞内部上4个黑色球形成的平面、下4个黑色球形成的平面、及面心的4个白色球形成的平面与上下两面的面间距离相等，则两个黑色球之间的距离为$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm，体心中白色球与位于立方体体对角线上的2个黑色球相邻，立方体体对角线长为$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm×$\sqrt{3}$，故则距离最近的A、B离子间的距离为（$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm×$\sqrt{3}$）×$\frac{1}{2}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10 cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电负性、核外电子排布、微粒结构、杂化轨道、晶胞计算等，（5）中晶胞计算为易错点、难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力．