Question

8．有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物其晶胞结构如右图所示，B离子均在晶胞体内，D的离子分占在晶胞顶点和面心．请回答下列问题．
（1）E元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；E单质的晶体堆积方式为面心立方最密堆积，晶胞中E原子的配位数为12
（2）A₂F分子中F原子的杂化类型是sp³，F的氧化物FO₃分子空间构型为平面三角形；
（3）CA₃极易溶于水，其原因主要是氨气与水分子之间形成氢键，且二者都是极性分子，
（4）从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为CaF₂；该离子化合物晶体的密度为ag•cm^-3．，则晶胞的体积是$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm^-3（写出表达式即可）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A是H元素；
B是电负性最大的元素，则B是F元素；
C的2p轨道中有三个未成对的单电子，则C是N元素；
F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，则F原子核外电子数为16，为S元素；
E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，则E是Cu元素，D是主族元素且与E同周期，则D位于第四周期；
D与B可形成离子化合物其晶胞结构如右图所示，B离子均在晶胞体内，D的离子分占在晶胞顶点和面心，晶胞中D离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟离子个数是8，所以氟离子和D离子个数之比为8：4=2：1，所以D离子带两个单位正电荷，为Ca²⁺，所以D是Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；Cu为面心立方最密堆积；Cu基态中Cu原子配位数=3×8÷2；
（2）H₂S分子中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断S原子的杂化类型，S的氧化物SO₃分子中S原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断三氧化硫分子空间构型；
（3）NH₃极易溶于水，分子间氢键增大物质的溶解性；
（4）D跟B形成的离子化合物的化学式为CaF₂；该离子化合物晶体的密度为ag•cm^-3，该晶胞体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$．

解答 解：A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A是H元素；
B是电负性最大的元素，则B是F元素；
C的2p轨道中有三个未成对的单电子，则C是N元素；
F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，则F原子核外电子数为16，为S元素；
E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，则E是Cu元素，D是主族元素且与E同周期，则D位于第四周期；
D与B可形成离子化合物其晶胞结构如右图所示，B离子均在晶胞体内，D的离子分占在晶胞顶点和面心，晶胞中D离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氟离子个数是8，所以氟离子和D离子个数之比为8：4=2：1，所以D离子带两个单位正电荷，为Ca²⁺，所以D是Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Cu为面心立方最密堆积；Cu基态中Cu原子配位数=3×8÷2=12，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；面心立方最密堆积；12；
（2）H₂S分子中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论知S原子的杂化类型为sp³，S的氧化物SO₃分子中S原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知三氧化硫分子空间构型为平面三角形，故答案为：sp³；平面三角形；
（3）氨水中氨气分子和水分子之间形成氢键，氢键导致氢化物的溶解性增强，且二者都是极性分子，所以氨气极易溶于水，
故答案为：氨气与水分子之间形成氢键，且二者都是极性分子；
（4）D跟B形成的离子化合物的化学式为CaF₂；该离子化合物晶体的密度为ag•cm^-3，该晶胞体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$cm^-3=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm^-3，
故答案为：CaF₂；$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布等知识点，利用价层电子对互斥理论、构造原理等知识即可解答，难点是晶胞计算，题目难度中等．