Question

20．原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E，其中A是周期表中原子半徑最小元素，B原子基態(tài)時(shí)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(shí)2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)的電子，E的原子序數(shù)為29．回答下列問(wèn)題（所有元素均用元素符號(hào)表示）：
（1）B₂A₂分子中B原子軌道的雜化類(lèi)型為sp，
（2）B、C、D第一電離能由大到小為：N＞O＞C，E元素基態(tài)原子電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s¹．
（3）在天津爆炸事件中可能造成含B、C元素組成的鈉鹽的泄漏，該鹽對(duì)應(yīng)酸的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N．
（4）元素B、D形成的一種化合物與元素C、D形成的一種化合物互為等電子體，元素C、D形成化合物的分子式是N₂O．
（5）元素E的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)式是CuCl，測(cè)得其晶胞邊長(zhǎng)為acm，則該晶體密度為$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³．

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是周期表中原子半徑最小元素，則A為H元素；B原子基態(tài)時(shí)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(gè)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(shí)2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)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的原子序數(shù)為29，則E為Cu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是周期表中原子半徑最小元素，則A為H元素；B原子基態(tài)時(shí)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(gè)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(shí)2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)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的原子序數(shù)為29，則E為Cu元素．
（1）C₂H₂分子結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，C原子形成2個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，故碳原子軌道的雜化類(lèi)型為sp雜化，
故答案為：sp；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮元素原子2p軌道容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：N＞O＞C；
E的原子序數(shù)為29，則E為Cu元素，基態(tài)原子簡(jiǎn)化電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：N＞O＞C；[Ar]3d¹⁰4s¹；
（3）在天津爆炸事件中可能造成含B、C元素組成的鈉鹽的泄漏，該鹽為NaCN，對(duì)應(yīng)酸的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，
故答案為：H-C≡N；
（4）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(yīng)是CO₂與N₂O，
故答案為：N₂O；
（5）元素E的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中白色球?yàn)閿?shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球數(shù)目為4，原子數(shù)目之比為1：1，故該氯化物的化學(xué)式是CuCl，晶胞質(zhì)量為$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g×4，測(cè)得其晶胞邊長(zhǎng)為acm，
則該晶體密度為$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g×4÷（acm）³=$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³，
故答案為：CuCl；$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)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、等電子體、晶胞計(jì)算等，推斷元素是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．