Question

14．A，B，C，D，E，F(xiàn)是原子序數(shù)依次增大的前四周期的常見元素，其相關(guān)信息如下表：

A	宇宙中含量最豐富的元素
B	最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍
C	最高價氧化物對應(yīng)的水化物與其氫化物反應(yīng)生成鹽
D	原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)
E	基態(tài)原子核外有六個未成對電子
F	原子最外層只有一個電子

回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子的核外M層電子云有9種不同的伸展方向，基態(tài)E原子核外價電子排布式為3d⁵4s¹，元素F屬于d區(qū)．
（2）A與C形成的最簡單分子的空間構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化方式為sp³．
（3）B，C，D第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C（用元素符號表示）；由B，C，D中的兩種元素組成的常見分子互為等電子體的是N₂O和CO₂
（4）E元素可以形成配位 數(shù)為6的兩種配合物，它們的化學(xué)式都是ECl₃﹒6H₂O，其中一種呈亮棕色，與硝酸銀溶液反應(yīng)時，能沉淀出$\frac{1}{3}$的氯元素，該配合物可表示為[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O．
（5）元素F的一種氯化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖 所示（黑球表示F原子，白球表示氯原子），每個氯原子周圍與之距離最近的氯原子個數(shù)為12；若晶胞的密度為4.14g﹒cm^-3，該晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{398}{4.14{N}_{A}}}$cm（只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為N_A）

Answer 1

分析 A為宇宙中含量最豐富的元素，則A為H元素；B的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層最多含有8個電子，則B含有2個電子層，最外層為2個電子，則B為C元素；C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與其氫化物反應(yīng)生成鹽，則C為N元素；D的原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，則原子核外電子總數(shù)為8，為O元素；E的基態(tài)原子核外有六個未成對電子，則E的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則E為Cr元素；F原子最外層只有一個電子，其原子序數(shù)大于Cr的前四周期元素，則F為Cu元素，據(jù)此進行解答．

解答 解：A為宇宙中含量最豐富的元素，則A為H元素；B的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層最多含有8個電子，則B含有2個電子層，最外層為2個電子，則B為C元素；C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與其氫化物反應(yīng)生成鹽，則C為N元素；D的原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，則原子核外電子總數(shù)為8，為O元素；E的基態(tài)原子核外有六個未成對電子，則E的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則E為Cr元素；F原子最外層只有一個電子，其原子序數(shù)大于Cr的前四周期元素，則F為Cu元素，
（1）E為Cr元素，基態(tài)Cr原子的核外M層電子分為3s、3p、和3d軌道，分別有1、3、5個軌道，則9種不同的伸展方向；E為Cr元素，基態(tài)原子的價電子排布式為3d⁵4s¹，Cr元素位于周期表的d區(qū)，
故答案為：9；3d⁵4s¹；d；
（2）A與C形成的最簡單分子為氨氣，氨氣的空間構(gòu)型為三角錐形，中心原子N原子存在3個共價鍵，還含有1個孤電子對，則其雜化方式為sp³，
故答案為：三角錐形；sp³；
（3）B、C、D分別為C、N、O，同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大，N處于第VA族，所以第一電離能N＞O＞C；
B、C、D中的兩種元素組成的常見分子互為等電子體的是N₂O和CO₂，
故答案為：N＞O＞C；N₂O；CO₂；
（4）E為鉻元素，它的最高化合價為+6價，根據(jù)題意可知，氯化鉻（CrCl₃•6H₂O）和氯化銀的物質(zhì)的量之比是1：3，根據(jù)氯離子守恒知，則CrCl₃•6H₂O化學(xué)式中含有1個氯離子為外界離子，剩余的2個氯離子是配原子，所以氯化鉻（CrCl₃•6H₂O）的化學(xué)式為[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O，
故答案為：[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O；
（5）F為Cu元素，元素F的一種氯化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（黑球表示F原子，白球表示氯原子），以晶胞頂點處Cl原子為研究對象，共有8個晶胞共用該Cl原子，每個氯原子與各面心Cl原子距離最近，每個Cl原子為兩個晶胞共用，所以每個氯原子周圍與之距離最近的氯原子個數(shù)為：3×8×$\frac{1}{2}$=12；
由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Cu原子位于面心與頂點上，晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Cl原子處于體內(nèi)，Cl原子的數(shù)目為4，故該化合物的化學(xué)式為CuCl；每個晶胞的質(zhì)量為：$\frac{99.5}{{N}_{A}}$×4g=$\frac{398}{{N}_{A}}$g，設(shè)晶胞邊長為l，則晶胞體積為：V=l³=$\frac{\frac{398}{{N}_{A}}}{4.14}$=$\frac{398}{4.14{N}_{A}}$，所以晶胞邊長為：l=$\root{3}{\frac{398}{4.14{N}_{A}}}$，
故答案為：12；$\root{3}{\frac{398}{4.14{N}_{A}}}$．

點評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目綜合性較大，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)越位置關(guān)系、元素周期律、核外電子排布、配合物與雜化理論、分子結(jié)構(gòu)等，題目難度中等，是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合性題目，是對學(xué)生綜合能力的考查．