Question

4．如图1为元素周期表的一部分，字母下方数值为该元素电负性，根据信息回答下列问题（用相应元素符号进行答题）：

（1）b、h两元素可形成化合物bh₂，写出其电子式：．
（2）e、g两元素可形成两种化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子构型为平面正三角形，eg₃、e₂g₆中心原子e的杂化方式分别为sp²、sp³．
（3）d元素形成的单质可与g的氢化物浓溶液在加热条件下反应生成一种以二价d离子为内界中心原子（配位数为4）的配位化合物与一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑．
（4）f、g、h、i四种元素对应单质分子的键能如下表：

共价键	f-f	g-g	h-h	i-i
键能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

试从原子半径角度阐述f-f键键能反常的原因：F原子半径较小，价电子较多，导致电子云密度增大，极大增加了两原子间的排斥作用，故键能较小，共价键易断裂．
（5）c元素的元素符号是Ni，价电子排布式为3d⁸4s²，下图是一种受到较多关注的c元素单质与金属镧（La）形成的储氢材料的结构示意图，请在图2中勾画出该晶体的一个晶胞．计算出该合金的化学式为：LaNi₅．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知a为H，b为Be，c为Ni，d为Cu，e为Al，f为F，g为Cl、h为Br、i为I．
（1）b、h两元素电负性之差小于1.7，二者形成化合物BeBr₂属于共价化合物，Be原子与Br原子之间形成1对共用电子对；
（2）计算AlCl₃的分子Al原子的价层电子对数、孤电子对数，进而确定空间构型与杂化方式；
Al₂Cl₆中心原子Al形成4个σ键（其中1个为配位键），没有孤电子对；
（3）可燃性气体为氢气，由于HCl浓溶液，配合物为H₂CuCl₄；
（4）F原子半径较小，价电子较多，导致电子云密度增大，极大增加了两原子间的排斥作用；
（5）c为Ni，原子核外由28个电子，根据能量最低原理书写价电子排布式；晶胞采取平行六面体，是晶体的基本重复单元，晶胞通过无隙并置形成晶体；利用均摊法计算图中六棱体中La原子、Ni原子数目，确定化学式．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知a为H，b为Be，c为Ni，d为Cu，e为Al，f为F，g为Cl、h为Br、i为I．
（1）b、h两元素电负性之差小于1.7，二者形成化合物BeBr₂属于共价化合物，Be原子与Br原子之间形成1对共用电子对．其电子式为：，故答案为：；
（2）AlCl₃的分子Al原子的价层电子对数=3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，没有孤电子对，故其空间构型为平面正三角形，Al原子采取sp²杂化，而Al₂Cl₆中心原子Al形成4个σ键（其中1个为配位键），没有孤电子对，采取sp³杂化，故答案为：平面正三角形；sp²；sp³；
（3）可燃性气体为氢气，由于HCl浓溶液，配合物为H₂CuCl₄，反应方程式为：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑，
故答案为：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑；
（4）F原子半径较小，价电子较多，导致电子云密度增大，极大增加了两原子间的排斥作用，故键能较小，共价键易断裂，
故答案为：F原子半径较小，价电子较多，导致电子云密度增大，极大增加了两原子间的排斥作用，故键能较小，共价键易断裂；
（5）c为Ni，原子核外由28个电子，根据能量最低原理，可知价电子排布式为3d⁸4s²；晶胞采取平行六面体，是晶体的基本重复单元，晶胞通过无隙并置形成晶体，画出该晶体的一个晶胞如图：；图2中六棱体中La原子数目=12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$=3，六棱体中Ni原子数目=6+12×$\frac{1}{2}$+6×$\frac{1}{2}$=15，化学式为LaNi₅，

故答案为：Ni；3d⁸4s²；；LaNi₅．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化方式、空间构型、配合物、晶胞结构与计算等，是对学生综合能力的考查，难度较大．