Question

7．A、B、C、D、E、F為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b
（a≠b）；B、C、D是位于P區(qū)的同一周期的元素，B與D原子核外的未成對電子數相等；ED₂與CD₂^-為等電子體；F為過渡金屬元素，其原子核外沒有未成對電子．請回答下列問題：
（1）與F同區(qū)、同周期的元素是Cu（填元素符號），其原子的外圍電子排布式是3d¹⁰4s¹．
（2）元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C（用元素符號表示）．
（3）B、C、D的最簡單氫化物中，鍵角由大到小的順序是CH₄＞NH₃＞H₂O（用分子式表示），ED₂的分子立體構型名稱是V形．
（4）BD與C₂互為等電子體，BD的結構式為（若有配位鍵，請用“→”表示）．
（5）CA₃分子可以與A⁺離子結合成CA₄⁺離子，這個過程中發(fā)生改變的是ac（填序號）．
a．微粒的空間構型   b．C原子的雜化類型   c．A-C-A的鍵角   d．微粒的電子數
（6）FE在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛．立方FE晶體結構如圖所示，該晶體的密度為ρ g•cm^-3．如果FE的摩爾質量為M g•mol^-1，阿伏加德羅常數為N_Amol^-1，則a、b之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b（a≠b），B的最外層電子排布bs^bbp^b中p軌道有電子，則s軌道一定排滿，即b=2，所以B的最外層電子排布2s²2p²，則B為C元素；s軌道最多排兩個電子，已知a≠b，則a=1，所以A的最外層電子排布為1s¹，即A為H元素；B、C、D是位于P區(qū)的同一周期的元素，B與D原子核外的未成對電子數相等，則D為O元素；ED₂與CD₂^-為等電子體，可知C為N元素，E為S元素；F為過渡金屬元素，其原子核外沒有未成對電子，則F為Zn．
（1）與Zn同區(qū)、同周期的元素是Cu；
（2）同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，電子排布為全滿或半滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，元素的第一電離能較大；
（3）孤對電子之間排斥作用大于孤對電子與成鍵電子層之間的排斥作用，孤對電子與成鍵電子的排斥力比成鍵電子之間排斥力大，結合微�？臻g構型判斷；
計算SO₂的分子中S原子孤電子對數、價層電子對數，確定其空間構型；
（4）CO與N₂互為等電子體，則CO分子中形成三鍵，且氧原子還提供1對孤對電子與碳原子形成配位鍵；
（5）NH₃分子為三角錐形，鍵角為107°，NH₄⁺離子為正四面體，鍵角為109°28′，N原子價層電子對數均為4；
（6）ZnS晶體結構如圖所示，該晶胞中黑色球個數是4、白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質量為$\frac{4M}{{N}_{A}}$g，根據V=$\frac{m}{ρ}$計算晶胞體積，再計算晶胞棱長，晶胞體對角線長度為晶胞棱長的$\sqrt{3}$倍，ab之間距離為該晶胞體對角線長的$\frac{1}{4}$．

解答 解：A、B、C、D、E、F為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b（a≠b），B的最外層電子排布bs^bbp^b中p軌道有電子，則s軌道一定排滿，即b=2，所以B的最外層電子排布2s²2p²，則B為C元素；s軌道最多排兩個電子，已知a≠b，則a=1，所以A的最外層電子排布為1s¹，即A為H元素；B、C、D是位于P區(qū)的同一周期的元素，B與D原子核外的未成對電子數相等，則D為O元素；ED₂與CD₂^-為等電子體，可知C為N元素，E為S元素；F為過渡金屬元素，其原子核外沒有未成對電子，則F為Zn．
（1）與Zn同區(qū)、同周期的元素是Cu，其原子的外圍電子排布式是：3d¹⁰4s¹，
故答案為：Cu；3d¹⁰4s¹；
（2）同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級為半滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的，所以元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C；
故答案為：N＞O＞C；
（3）CH₄為正四面體，H₂O為V形，④H₃為三角錐形，水分子中含有2對孤對電子，氨氣電子中含有1對孤對電子，孤對電子之間排斥作用大于孤對電子與成鍵電子層之間的排斥作用，所以鍵角由大到小排列的順序是CH₄＞NH₃＞H₂O，
SO₂的分子中S原子孤電子對數=$\frac{6-2×2}{2}$=1，價層電子對數=2+1=3，故其空間構型為V形，
故答案為：CH₄＞NH₃＞H₂O；V形；
（4）CO與N₂互為等電子體，則CO分子中形成三鍵，且氧原子還提供1對孤對電子與碳原子形成配位鍵，則CO分子結構式為，
故答案為：；
（5）NH₃分子為三角錐形，鍵角為107°，NH₄⁺離子為正四面體，鍵角為109°28′，N原子價層電子對數均為4，均為sp³雜化，核外電子數均為10，則這個過程中發(fā)生改變的是微粒的空間構型和A-C-A的鍵角；
故答案為：ac；
（6）ZnS晶體結構如圖所示，該晶胞中黑色球個數是4、白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質量為$\frac{4M}{{N}_{A}}$g，則晶胞V=$\frac{4M}{{N}_{A}}$g÷ρg/cm³=$\frac{4M}{ρ{N}_{A}}$cm³，則晶胞棱長=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶胞體對角線長度為晶胞棱長的$\sqrt{3}$倍，ab之間距離為該晶胞體對角線長的$\frac{1}{4}$，故ab之間距離為 $\frac{1}{4}$×$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、電離能、空間構型與雜化方式判斷、價層電子對互斥理論、等電子體、晶胞計算等，（6）為易錯點、難點，需要學生具備一定的空間想象與數學計算能力，難度較大．