Question

12．有A、B、C、D、E五种元素．其相关信息如下：

元素	相关信息
A	A原子的1s轨道上只有一个电子
B	B是电负性最大的元素
C	C的基态原子2p轨道有三个未成对电子
D	D为主族元素，且与E同周期，其最外层上有两个运动状态不同的电子
E	E能形成红色（或砖红色）的E2O和EO两种氧化物

请回答下列问题．
（1）写出E元素原子基态时的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能大 （填“大”或“小”）；
（3）CA₃分子中C原子的杂化轨道类型是sp³；
（4）A、C、E三种元素可形成[E（CA₃）₄]²⁺配离子，其中存在的化学键类型有①③ （填序号）
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
若[E（CA₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[E（CA₃）₄]²⁺中的两个CA₃被两个Cl^-取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E（CA₃）₄]²⁺的空间构型为a （填序号）；
a．平面正方形   b．正四面体   c．三角锥型    d．V型
（5）B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示．其中D离子的配位数为8，若该晶体的密度为a g•cm^-3，则该晶胞的体积是$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$cm³ （写出表达式即可）．

Answer 1

分析 A原子的1s轨道上只有一个电子，则A是H元素；
B是电负性最大的元素，则B为F元素；
C的基态原子2p轨道有三个未成对电子，则C是N元素；
E能形成红色（或砖红色）的E₂O和EO两种氧化物，则E为Cu元素；
D为主族元素，且与E同周期，其最外层上有两个运动状态不同的电子，则D最外层有两个电子，且为主族元素，为Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写Cu元素原子基态时的电子排布式；
（2）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式；
（4）含有空轨道和含有孤电子对的原子之间形成配位键，不同非金属元素之间易形成极性键；
若[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代时，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH₃）₄]²⁺平面正方形；
（5）F与Ca可形成离子化合物，根据晶胞结构知，Ca ²⁺的配位数为8；该晶胞中氟离子个数为8、钙离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞的体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$．

解答 解：A原子的1s轨道上只有一个电子，则A是H元素；
B是电负性最大的元素，则B为F元素；
C的基态原子2p轨道有三个未成对电子，则C是N元素；
E能形成红色（或砖红色）的E₂O和EO两种氧化物，则E为Cu元素；
D为主族元素，且与E同周期，其最外层上有两个运动状态不同的电子，则D最外层有两个电子，且为主族元素，为Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，Cu元素原子基态时的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，N和O元素位于同一周期且N元素位于第VA族、O元素位于第VIA族，所以第一电离能N＞O，故答案为：大；
（3）NH₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以N的杂化轨道类型是sp³，故答案为：sp³；
（4）[Cu（NH₃）₄]²⁺中铜离子与氮原子之间形成配位键，氨气分子中N原子与H原子之间形成极性键；[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代能得到两种不同结构的产物，[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为平面正方形，
故答案为：①③；a；
（5）F与Ca可形成离子化合物，根据晶胞结构知，Ca ²⁺的配位数为8；该晶胞中氟离子个数为8、钙离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞的体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$cm³，
故答案为：8；$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、配合物、原子核外电子排布、电离能等知识点，侧重考查学生知识运用、计算及空间想象能力，难点是晶胞计算及配位数计算，题目难度中等．