Question

3．A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A原子基態(tài)時(shí)原子軌道上有兩個(gè)未成對電子，A^2-和B⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；C、D為同周期元素，C元素基態(tài)原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍；D元素基態(tài)原子的最包層有一個(gè)未成對電子．回答下列問題：
（1）四種元素中電負(fù)性最大的是O（填元素符號）．
（2）A有兩種常見的同素異形體，其中沸點(diǎn)較高的是O₃（填分子式）；A和B的氫化物其固體所屬的晶體類型分別是分子晶體和離子晶體．
（3）C和D的單質(zhì)可反應(yīng)生成原子個(gè)數(shù)比為1：3的化合物E，E的立體構(gòu)型為三角錐形，其中心原子的雜化軌道類型為sp³．
（4）A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a=0.566nm．晶胞中A離子的配位數(shù)為8；列式計(jì)算晶體F的密度：2.27g•cm^-3．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，應(yīng)為P元素，C、D為同周期元素，則應(yīng)為第三周期元素，D元素最外層有一個(gè)未成對電子，應(yīng)為Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的電子構(gòu)型，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素，B為Na元素，
（1）四種元素電負(fù)性最大的為O元素；
（2）A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，O₃相對分子質(zhì)量較大，沸點(diǎn)較高，A的氫化物為水，為分子晶體，B的氫化物為NaH，為離子晶體；
（3）C和D反應(yīng)可生成化合物為PCl₃，為sp³雜化；
（4）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的定點(diǎn)和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na的個(gè)數(shù)為8，O的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，計(jì)算質(zhì)量和體積，可計(jì)算密度．

解答 解：C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，應(yīng)為P元素，C、D為同周期元素，則應(yīng)為第三周期元素，D元素最外層有一個(gè)未成對電子，應(yīng)為Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的電子構(gòu)型，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素，B為Na元素，
（1）四種元素分別為O、Na、P、Cl，電負(fù)性最大的為O元素，
故答案為：O；
A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，二者對應(yīng)的晶體都為分子晶體，因O₃相對分子質(zhì)量較大，則范德華力較大，沸點(diǎn)較高，A的氫化物為水，為分子晶體，B的氫化物為NaH，為離子晶體，
故答案為：O₃；分子晶體；離子晶體；
（3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：3的化合物為PCl₃，P形成3個(gè)δ鍵，孤電子對數(shù)為$\frac{5-3×1}{2}$=1，則為sp³雜化，立體構(gòu)型為為三角錐形，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na的個(gè)數(shù)為8，O的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，晶胞中O位于頂點(diǎn)，Na位于體心，每個(gè)晶胞中有1個(gè)Na與O的距離最近，每個(gè)定點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有，則晶胞中O原子的配位數(shù)為8，
晶胞的質(zhì)量為$\frac{4×62g/mol}{6.02×1{0}^{23}/mol}$，
晶胞的體積為（0.566×10^-7）cm³，
則晶體F的密度為$\frac{4×62g/mol}{（0.566×10{\;}^{-7}cm）^{3}×6.02×1{0}^{23}/mol}$=2.27g•cm^-3，
故答案為：8；2.27g•cm^-3．

點(diǎn)評 本題為2015年考題，考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，側(cè)重考查學(xué)生空間想象能力、知識(shí)運(yùn)用能力，涉及晶胞計(jì)算、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，采用均攤法、價(jià)層電子對互斥理論等理論分析解答，題目難度中等．