Question

15．【物质结构与性质】
A^2-和B⁺具有相同的电子层结构；C、E为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；E元素最外层有一个未成对电子；F的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子．

请回答下列问题：
（1）基态F原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹），F²⁺能与足量氨水反应得到深蓝色透明溶液，该深蓝色离子的结构式为．
（2）六种元素中电负性最小的是Na，其中C、D、E的第一电离能由大到小顺序为Cl＞P＞S（填元素符号）．
（3）A、B 的氢化物所属的晶体类型分别为分子晶体、离子晶体．
（4）指出A、D的简单氢化物中沸点较高的物质并说明原因H₂O，水分子间能形成氢键．
（5）C和E的单质反应可生成组成比为1：3的化合物，该化合物的立体构型名称为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp³．
（6）A和B能够形成化合物Y，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm，Y的化学式为Na₂O，列式计算晶体Y的密度（可不化简）$\frac{\frac{62}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的前四周期六种元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、E为同周期元素，则应为第三周期元素，E元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，则D为S元素，A^2-和B⁺具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素，F的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，F为Cu元素，以此解答该题．

解答 解：A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的前四周期六种元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、E为同周期元素，则应为第三周期元素，E元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，则D为S元素，A^2-和B⁺具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素，F的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，F为Cu元素，
（1）F为Cu，原子序数为29，电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹⁰4s¹ （或[Ar]3d¹⁰4s¹），与足量氨水反应得到深蓝色透明溶液，该深蓝色离子的结构式为，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹⁰4s¹ （或[Ar]3d¹⁰4s¹）；；
（2）六种元素中电负性最小的是 Na，同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但P元素3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Cl＞P＞S，
故答案为：Na； Cl＞P＞S；
（3）A、B 的氢化物分别为水、NaH，所属的晶体类型分别为分子晶体、离子晶体，故答案为：分子晶体、离子晶体；
（4）水含有氢键，沸点较高，而硫化氢不含氢键，常温下为气体，沸点比水的低，故答案为：H₂O，水分子间能形成氢键；
（5）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物为PCl₃，P形成3个δ键，孤电子对数为$\frac{5-3×1}{2}$=1，则为sp³杂化，立体构型为为三角锥形，
故答案为：三角锥形；sp³；
（6）A和B能够形成化合物F为离子化合物，阴离子位于晶胞的顶点和面心，阳离子位于晶胞的体心，则Na的个数为8，O的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，则形成的化合物为Na₂O，
晶胞的质量为$\frac{62}{{N}_{A}}×4$，
晶胞的体积为（a×10^-7）cm³，
则晶体F的密度为$\frac{\frac{62}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：Na₂O；$\frac{\frac{62}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点和常见题型，侧重考查学生空间想象能力、知识运用能力，涉及晶胞计算、原子结构等知识点，综合性较强，采用均摊法、价层电子对互斥理论等理论分析解答，题目难度中等．