Question

【題目】A、B、C、D、E代表前四周期原子序數(shù)依次增大的五種元素。A、D同主族且A原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反；工業(yè)上電解熔融C2A3制取單質(zhì)C；B、E除最外層均只有2個(gè)電子外，其余各層全充滿。回答下列問題：

(1)B、C中第一電離能較大的是__ (用元素符號填空)，基態(tài)E原子價(jià)電子的軌道表達(dá)式______。

(2)DA2分子的VSEPR模型是_____。

(3)實(shí)驗(yàn)測得C與氯元素形成化合物的實(shí)際組成為C2Cl6，其球棍模型如圖所示。已知C2Cl6在加熱時(shí)易升華，與過量的NaOH溶液反應(yīng)可生成Na[C(OH)4]。

①C2Cl6屬于_______晶體（填晶體類型），其中C原子的雜化軌道類型為________雜化。

②[C(OH)4]-中存在的化學(xué)鍵有________。

a．離子鍵 b．共價(jià)鍵 c．σ鍵 d．π鍵 e．配位鍵 f．氫鍵

(4)B、C的氟化物晶格能分別是2957 kJ/mol 、5492 kJ/mol，二者相差很大的原因________。

(5)D與E形成化合物晶體的晶胞如下圖所示：

①在該晶胞中，E的配位數(shù)為_________。

②原子坐標(biāo)參數(shù)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。上圖晶胞中，原子的坐標(biāo)參數(shù)為：a(0，0，0)；b(，0，)；c(，，0)。則d原子的坐標(biāo)參數(shù)為______。

③已知該晶胞的邊長為x cm，則該晶胞的密度為ρ=_______g/cm3（列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】Mg 平面三角形 分子 sp3 bce Al3+比Mg2+電荷多，半徑小，晶格能大 4 （1，，）

【解析】

A、B、C、D、E是前四周期原子序數(shù)依次增大的五種元素。A、D同主族且A原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反，則A是核外電子排布式是1s22s22p4，所以A是O元素；D是S元素；工業(yè)上電解熔融C2A3制取單質(zhì)C，則C為Al元素；基態(tài)B、E原子的最外層均只有2個(gè)電子，其余各電子層均全充滿，結(jié)合原子序數(shù)可知，B的電子排布為1s22s22p63s2、E的電子排布為1s22s22p63s23p63d104s2，B為Mg，E為Zn，以此來解答。

由上述分析可知，A為O元素，B為Mg元素，C為Al元素，D為S元素，E為Zn元素。

(1)Mg的3s電子全滿為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，難失去電子；C是Al元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s33p1，失去第一個(gè)電子相對容易，因此元素B與C第一電離能較大的是Mg；E是Zn元素，根據(jù)構(gòu)造原理可得其基態(tài)E原子電子排布式是[Ar]3d104s2，所以價(jià)電子的軌道表達(dá)式為；

(2) DA2分子是SO2，根據(jù)VSEPR理論，價(jià)電子對數(shù)為VP=BP+LP=2+=3，VSEPR理論為平面三角形；

(3)①C2Cl6 是Al2Cl6，在加熱時(shí)易升華，可知其熔沸點(diǎn)較低，據(jù)此可知該物質(zhì)在固態(tài)時(shí)為分子晶體，Al形成4個(gè)共價(jià)鍵，3個(gè)為σ鍵，1個(gè)為配位鍵，其雜化方式為sp3雜化；

②[Al(OH)4]-中，含有O-H極性共價(jià)鍵，Al-O配位鍵，共價(jià)單鍵為σ鍵，故合理選項(xiàng)是bce；

(4)B、C的氟化物分別為MgF2和AlF3，晶格能分別是2957kJ/mol、5492kJ/mol，同為離子晶體，晶格能相差很大， 是由于Al3+比Mg2+電荷多、離子半徑小，而AlF3的晶格能比MgCl2大；

(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，S做面心立方最密堆積，Zn做四面體填隙，則Zn的配位數(shù)為4；

②根據(jù)如圖晶胞，原子坐標(biāo)a為(0，0，0)；b為(，0，）；c為(，，0），d處于右側(cè)面的面心，根據(jù)幾何關(guān)系，則d的原子坐標(biāo)參數(shù)為（1，，）；

③一個(gè)晶胞中含有S的個(gè)數(shù)為8×+6×=4個(gè)，含有Zn的個(gè)數(shù)為4個(gè)，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)ZnS，1個(gè)晶胞的體積為V=a3cm3，所以晶體密度為ρ==g/cm3。