Question

【选修-物质结构与性质】A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大．B、C、D同周期，A、D同主族，E和其它元素既不在同周期也不在同主族．B、C、D的最高价氧化物的水化物均能互相反应生成盐和水．A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示：
（1）A和E所形成的化合物的电子式是

（2）A、B、C、D四种元素的原子半径由小到大的顺序为

F＜Cl＜Al＜Na

（用元素符号表示）
（3）A和D的氢化物中，后者沸点较低，原因是

由于HF分子间存在氢键

（4）A和E的化合物晶体中，每个阳离子的周围与它最近且等距离的阳离子共有

12

个
（5）已知A和E所形成的化合物晶体的晶胞体积为1.6×10^-22cm³，则A和E组成的离子化合物的密度为（结果保留一位小数）

3.2g/cm³

．

Answer 1

分析：B、C、D的最高价氧化物的水化物均能互相反应生成盐和水，说明含有两性氢氧化物，根据B、C、D同周期可判断B为Na元素，C为Al元素，E和其它元素既不在同周期也不在同主族且原子序数最大，应为第四周期元素，前20号元素中只有Ca符合，故E为Ca．根据

1

8

晶胞可知：含有Ca的个数为4×

1

8

=

1

2

，含有A的个数为1，故A和E可形成离子化合物的化学式为EA₂，则A的化合价为-1价，应为H、F、Cl等元素中的一种，根据A、D同主族可知A为F，D为Cl元素，以此解答题中各问：
（1）A和E所形成的化合物CaF₂，为离子化合物，电子式为；
（2）电子层数越多半径越大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小；
（3）HF中的F元素原子半径小，元素的电负性较强，HF中含有氢键；
（4）A和E的化合物晶体中，每个阳离子的周围与它最近且等距离的阳离子为顶点和面的中心位置的离子，每个顶点为8个正六面体共用，每层有4个，共12个；
（5）根据晶胞计算：晶胞中含有4个CaF₂，ρ=

m

V

=

4× 78 6.02×1023 g

1.6×10-22cm3

=3.2g/cm³．

解答：解：B、C、D的最高价氧化物的水化物均能互相反应生成盐和水，说明含有两性氢氧化物，根据B、C、D同周期可判断B为Na元素，C为Al元素，E和其它元素既不在同周期也不在同主族且原子序数最大，应为第四周期元素，前20号元素中只有Ca符合，故E为Ca．根据

1

8

晶胞可知：含有Ca的个数为4×

1

8

=

1

2

，含有A的个数为1，故A和E可形成离子化合物的化学式为
EA₂，则A的化合价为-1价，应为H、F、Cl等元素中的一种，根据A、D同主族可知A为F，D为Cl元素．
（1）A和E所形成的化合物CaF₂，为离子化合物，电子式为，故答案为：；
（2）A、B、C、D四种元素分别为F、Na、Al、Cl元素，其中F在第二周期，Na、Al、Cl在第三周期，电子层数越多半径越大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小为：F＜Cl＜Al＜Na，故答案为：F＜Cl＜Al＜Na；
（3）HF中的F元素原子半径小，元素的电负性较强，HF中含有氢键，沸点较高，故答案为：由于HF分子间存在氢键；
（4）A和E的化合物晶体中，每个阳离子的周围与它最近且等距离的阳离子为顶点和面的中心位置的离子，每个顶点为8个正六面体共用，每层有4个，共12个，故答案为：12；
（5）根据晶胞计算：晶胞中含有4个CaF₂，ρ=

m

V

=

4× 78 6.02×1023 g

1.6×10-22cm3

=3.2g/cm³，故答案为：3.2g/cm³．

点评：本题考查元素推断以及晶胞的计算等问题，题目难度较大，本题的关键为根据晶胞的结构判断A的元素种类．