Question

7．現(xiàn)有五種元素，其中A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大，且原子序數(shù)都不超過36．請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題．

A	基態(tài)原子最外層電子數(shù)是次外層的三倍
B	基態(tài)原子核外有13種不同運動狀態(tài)的電子
C	與B同一周期，原子中未成對電子數(shù)是同周期中最多
D	D2-的核外電子排布與氬原子相同
E	是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素

（1）請把B以及B同周期且原子序數(shù)比B小的原子按第一電離能從大到小的順序排列：Mg＞Al＞Na（用相應的元素符號表示）．A、D兩種元素中，電負性A＞D （填“＞”或“＜”）
（2）A₃分子的空間構(gòu)型為V形，與其互為等電子體的分子為SO₂；
（3）解釋在水中的溶解度C₇H₁₅OH比乙醇低的原因是：乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度小，
C₇H₁₅OH 中采用sp³雜化的原子共有8個；
（4）E（NH₃）₄²⁺配離子中存在的化學鍵類型有①③（填序號）：
①配位鍵  ②金屬鍵  ③極性共價鍵  ④非極性共價鍵  ⑤離子鍵  ⑥氫鍵
若 E（NH₃）₄²⁺具有對稱的空間構(gòu)型．且當 E（NH₃）₄²⁺中的兩個NH₃分子被兩個Cl^一取代時．能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則 E（NH₃）₄²⁺的空間構(gòu)型為a（填序號）．
a．平面正方形b．正四面體  c．三角錐形    d．V形
（5）單質(zhì)E晶胞如圖所示，已知E元素相對原子質(zhì)量為M，原子半徑為r pm，密度為ρg/cm³ （1pm=10^-10cm）那么寫出阿伏伽德羅常數(shù)N_A的表達式$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8ρ{r}^{3}}$．（用M、r、ρ表示）

Answer 1

分析 A基態(tài)原子最外層電子數(shù)是次外層的三倍，最外層電子數(shù)不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則A為O元素；B基態(tài)原子核外有13種不同運動狀態(tài)的電子，則B為Al元素；C與B同一周期，原子中未成對電子數(shù)是同周期中最多的，則C為P元素； D^2-的核外電子排布與氬原子相同，則D為S元素；E是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素，則E為Cu元素．
（1）B為Al，同周期原子序數(shù)比Al小的有Na、Mg，同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，ⅡA、ⅤA族第一電離能高于同周期相鄰元素的；
同主族自上而下電負性減�。�
（2）O₃分子中心原子孤電子對數(shù)=$\frac{6-2×2}{2}$=1，價層電子對數(shù)=2+1=3；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體；
（3）乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度��；
C₇H₁₅OH分子中C原子、O原子的價層電子對均為4；
（4）[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺與NH₃之間的化學鍵為配位鍵，N-H為極性共價鍵；若 Cu（NH₃）₄²⁺具有對稱的空間構(gòu)型，且當 Cu（NH₃）₄²⁺中的兩個NH₃分子被兩個Cl取代時．能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則 Cu（NH₃）₄²⁺空間構(gòu)型為平面正方形；
（5）根據(jù)均攤法計算晶胞中Cu原子數(shù)目，用阿伏伽德羅常數(shù)表示出晶胞質(zhì)量，原子半徑為r pm，則晶胞棱長d=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r=2$\sqrt{2}$r，再結(jié)合m=ρV解答．

解答 解：A基態(tài)原子最外層電子數(shù)是次外層的三倍，最外層電子數(shù)不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則A為O元素；B基態(tài)原子核外有13種不同運動狀態(tài)的電子，則B為Al元素；C與B同一周期，原子中未成對電子數(shù)是同周期中最多的，則C為P元素； D^2-的核外電子排布與氬原子相同，則D為S元素；E是ds區(qū)原子序數(shù)最小的元素，則E為Cu元素．
（1）B為Al，同周期原子序數(shù)比Al小的有Na、Mg，同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，因Mg原子3s軌道為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，則第一電離能大于Al的，所以第一電離能Mg＞Al＞Na，
同主族自上而下電負性減小，所以電負性O＞S，
故答案為：Mg＞Al＞Na；＞；
（2）O₃分子中心原子孤電子對數(shù)=$\frac{6-2×2}{2}$=1，價層電子對數(shù)=2+1=3，分子構(gòu)型為V形，O₃分子原子數(shù)為3，價電子數(shù)為18，故其等電子體為SO₂，
故答案為：V形；SO₂；
（3）乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度小，
C₇H₁₅OH分子中C原子、O原子的價層電子對均為4，所以采用sp³雜化的原子有8個原子，
故答案為：乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度�。�8；
（4）[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺與NH₃之間的化學鍵為配位鍵，N-H為極性共價鍵，
若 Cu（NH₃）₄²⁺具有對稱的空間構(gòu)型，且當 Cu（NH₃）₄²⁺中的兩個NH₃分子被兩個Cl取代時．能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則 Cu（NH₃）₄²⁺空間構(gòu)型為平面正方形；
故答案為：①③；a；
（5）單質(zhì)Cu晶胞中原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，原子半徑為r pm，則晶胞棱長d=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r=2$\sqrt{2}$r×10^-10cm，則4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g=（2$\sqrt{2}$r×10^-10cm）³×ρg/cm³，故N_A=$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8ρ{r}^{3}}$，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8ρ{r}^{3}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、電負性、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、空間構(gòu)型與雜化方式、等電子體、化學鍵、配合物、晶胞計算等，需要學生具備扎實的基礎，注意同周期主族元素中第一電離能異常情況．