Question

7．原子序數(shù)依次遞增且都小于36的A、B、C、D、E五種元素，其中A的一種核素中沒有中子，B原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，D原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，E元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級上未成對電子數(shù)是成對電子數(shù)的2倍．回答下列問題：
（1）B₂A₄分子中B原子軌道的雜化類型為sp²，B₂A₄分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為5：1．
（2）A、B、C、D四種元素的電負性從大到小的順序為O＞N＞C＞H（用元素符號表示）；化合物CA₃的沸點比化合物BA₄的高，其主要原因是氨分子之間有氫鍵．
（3）元素B的一種氧化物與元素C的一種氧化物互為等電子體，元素C的這種氧化物的分子式是N₂O．
（4）元素E能形成多種配合物，如：E（CO）₅等．
①基態(tài)E原子的價電子排布圖為[Ar]3d⁶4s²．
②E（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷E（CO）₅晶體屬于分子晶體（填晶體類型），該晶體中E的化合價為0．
（5）E和C形成的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞的化學式為Fe₄N．若兩個最近的E原子間的距離為acm，則該晶體的密度是$\frac{119\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g•mL^-1．

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E，其中A的一種核素中沒有中子，則A為H元素；B原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；D原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，原子序數(shù)大于碳，故D核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級上未成對電子數(shù)是成對電子數(shù)的2倍，則E的價電子排布為3d⁶4s²，為Fe元素，據(jù)此解答．

解答 解：原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E，其中A的一種核素中沒有中子，則A為H元素；B原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；D原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，原子序數(shù)大于碳，故D核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級上未成對電子數(shù)是成對電子數(shù)的2倍，則E的價電子排布為3d⁶4s²，為Fe元素，
（1）C₂H₄分子結(jié)構(gòu)簡式為H₂C=CH₂，C原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，故碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化，1mol C₂H₄含有σ鍵的數(shù)目為5mkol，π鍵為1mol，分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為5：1，
故答案為：sp²；5：1；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素電負性呈增大趨勢，所以，C、H、O、N、的電負性大小為O＞N＞C＞H，因為氨分子之間有氫鍵，所以化合物NH₃的沸點比化合物CH₄的高，
故答案為：O＞N＞C＞H；氨分子之間有氫鍵；
（3）元素C、O形成的一種化合物與元素N、O形成的一種化合物互為等電子體，應是CO₂與N₂O，
故答案為：N₂O；
（4）元素E為Fe元素能形成多種配合物，如：Fe（CO）₅等．
①基態(tài)Fe原子的價電子排布圖為[Ar]3d⁶4s²，
故答案為：[Ar]3d⁶4s²；
②Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，所以Fe（CO）₅晶體屬于分子晶體，根據(jù)化合價代數(shù)和為0可知，該化合物中鐵為0價，
故答案為：分子晶體；0；
（5）鐵和氮形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中鐵原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氮原子數(shù)目為1，原子數(shù)目之比為4：1，故該氯化物的化學式是Fe₄N，晶胞質(zhì)量為 $\frac{238}{N{\;}_{A}}$g×，若兩個最近的Fe原子間的距離為acm，則該晶體的晶胞邊長為$\sqrt{2}$acm，則該晶體密度為 $\frac{\frac{238}{{N}_{A}}}{（\sqrt{2}{a）}^{3}}$g/cm³=$\frac{119\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：Fe₄N； $\frac{119\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化軌道、化學鍵、等電子體、配合物、晶胞計算等，推斷元素是解題關鍵，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．