Question

6．A、B、C、D、E五种元素位于周期表的前四周期，原子序数依次增大．A元素可以形成-1价离子，B、D最外层电子数都是电子层数的2倍，C原子基态时2p轨道内未成对电子数最多，E原子位于周期表ds区，且d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1．
（1）C的价层电子排布式为2s²2p³，CA₃分子的空间构型为三角锥形；
（2）BC^-与C₂结构相似，推算由A、B、C形成的原子个数比为1：1：1的化合物中σ键与π键数目之比为1：1，该化合物中B原子轨道的杂化类型是sp，BC^-的电子式为；
（3）A、B形成的某共价化合物与CA₃分子电子数相等，后者在水中的溶解度远大于前者，原因是NH₃可以与水分子形成氢键；
（4）D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示，晶胞棱长为anm．（已知该化合物摩尔质量为Mg/mol）
①在1个晶胞中，E离子的数目为4．
②该晶体的密度为=$\frac{4M×1{0}^{21}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种元素位于周期表的前四周期，它们的原子序数依次增大．C原子基态时2p轨道内未成对电子数最多，核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；A元素可以形成-1价离子，原子序数小于N元素，则A为H元素；B、D最外层电子数都是电子层数的2倍，B的原子序数小于N元素，D的原子序数大于N元素，则B处于第二周周期，D处于第三周期，B最外层电子数为4，D原子最外层电子数为6，则B为碳元素，D为S元素；E原子位于周期表ds区，且d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，则E为Zn，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素位于周期表的前四周期，它们的原子序数依次增大．C原子基态时2p轨道内未成对电子数最多，核外电子排布为1s²2s²2p³，则C为N元素；A元素可以形成-1价离子，原子序数小于N元素，则A为H元素；B、D最外层电子数都是电子层数的2倍，B的原子序数小于N元素，D的原子序数大于N元素，则B处于第二周周期，D处于第三周期，B最外层电子数为4，D原子最外层电子数为6，则B为碳元素，D为S元素；E原子位于周期表ds区，且d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，则E为Zn．
（1）C为N元素，核外电子排布为1s²2s²2p³，价层电子排布式为2s²2p³，NH₃分子的空间构型为 三角锥形，
故答案为：2s²2p³；三角锥形；
（2）CN^-与N₂结构相似，则CN^-与中C、N原子之间形成3对共用电子对，由A、B、C形成的原子个数比为1：1：1的化合物为HCN，结构式为H-C≡N，分子中σ键与π键数目之比为2：2=1：1，该化合物中碳原子原子轨道的杂化类型是sp杂化，CN^-的电子式为，
故答案为：1：1；sp；；
（3）A、B形成的某共价化合物CH₄与NH₃分子电子数相等，由NH₃可以与水分子形成氢键，故氨气在水中的溶解度远大于甲烷，
故答案为：NH₃可以与水分子形成氢键；
（4）D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示，晶胞棱长为anm．（已知该化合物摩尔质量为Mg/mol）
①在1个晶胞中，E离子的数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；
②在1个晶胞中，E离子的数目为4，D离子数目为4，故晶胞质量为$\frac{4×M}{{N}_{A}}$g，晶胞体积为（a×10^-7cm）³，则该晶体的密度为$\frac{4×M}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-7cm）³=$\frac{4M×1{0}^{21}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案为：$\frac{4M×1{0}^{21}}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、分子构型、化学键、等电子体、杂化方式、电子式、氢键、晶胞计算等，注意对基础知识的理解掌握，难度中等．