Question

5．有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）．A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子；E原子最外層有1個(gè)單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2．則：
（1）B元素的氫化物的沸點(diǎn)是同族元素氫化物中最高的，原因是水分子間之間存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強(qiáng)．
（2）A、B、C 三種元素的氫化物穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠F＞H₂O＞NH₃（用化學(xué)式表示）．
（3）A的最簡單氫化物分子的空間構(gòu)型為三角錐形，其中A原子的雜化類型是sp³．
（4）A的單質(zhì)中δ鍵的個(gè)數(shù)為1，π鍵的個(gè)數(shù)為2．
（5）寫出基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式：3d¹⁰4s¹．
（6）C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知晶體的密度為ρ g•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$cm．（用ρ、NA的計(jì)算式表示）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2，則D是Ca元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30），A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁵，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式3d¹⁰4s¹，則E是Cu元素；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2，則D是Ca元素．
（1）水分子間能存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強(qiáng)，H₂O的沸點(diǎn)是同族元素中最高的，
故答案為：水分子間之間存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強(qiáng)；
（2）由于非金屬性F＞O＞N，故氫化物穩(wěn)定性：HF＞H₂O＞NH₃，
故答案為：HF＞H₂O＞NH₃；
（3）A的最簡單氫化物為NH₃，為三角錐形結(jié)構(gòu)，分子中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，故N原子采取sp³雜化，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為：N≡N，所以氮?dú)夥肿又泻�有一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵，
故答案為：1；2；
（5）E是銅元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子的核外電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹，故基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為：3d¹⁰4s¹，
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（6）白色球?yàn)镕、黑色球?yàn)镃a，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中白色球數(shù)目=8、黑色球數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質(zhì)量=4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g=$\frac{312}{{N}_{A}}$g，晶胞的體積=$\frac{312}{{N}_{A}}$g÷ρ g•cm^-3=$\frac{312}{ρ•{N}_{A}}$cm³，故晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{312}{ρ•{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、分子空間構(gòu)型、化學(xué)鍵、雜化方式、晶胞計(jì)算等，都是考試熱點(diǎn)，注意注意均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算．