Question

7．有A、B、C、D、E五種原子序數依次增大的元素（原子序數均不大于30）．A的基態原子2p能級有3個單電子；C的核外沒有成單電子，B、C兩元素形成的化合物晶胞結構如圖所示；D的3p能級有1個單電子，且與B所在主族相鄰；E元 素在地殼中含量居第四位；則：
（1）寫出基態E原子的價電子排布式3d⁶4s²．
（2）A的最簡單氫化物分子的空間構型為三角錐形，其中A原子的雜化類型是sp³．
（3）B能形成兩種常見的單質，其分子式分別為O₂、O₃，其沸點是同族元素氫化物中最高的因是H₂O分子間存在氫鍵．
（4）A和D形成的化合物中，D顯正化合價，試寫出該化合物與水反應的方程式：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
（5）B、C兩元素形成的化合物晶胞結構中，B原子是  堆積（填堆積模型）；已知B和C形成的化合物晶體的密度為Pg•cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，求晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$cm．（用含ρ、N_A的計算式表示）

Answer 1

分析 有A、B、C、D、E五種原子序數依次增大的元素（原子序數均不大于30）．
A的基態原子2p能級有3個單電子，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則A為N元素；
B、C兩元素形成的化合物晶胞結構如圖所示，則B、C離子的個數都為4個，化學式為BC，C的核外沒有成單電子且原子序數大于A，則B為O元素，C為Mg元素；
D的3p能級有1個單電子，且與B所在主族相鄰，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，則D為Cl元素；
E元素在地殼中含量居第四位，則D為Fe元素；
結合題目分析解答．

解答 解：由分析可知：A、B、C、D、E五種原子分別為：N元素，O元素，Mg元素，Cl元素，Fe元素；
（1）E為Fe元素，Fe是26號元素，其原子核外有26個電子，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，價電子排布式為：3d⁶4s²；
故答案為：3d⁶4s²；
（2）A的最簡單氫化物為NH₃，NH₃分子中氮原子價層電子對=3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，且含有一個孤電子對，所以分子空間構型是三角錐形，N原子采取sp³雜化；
故答案為：三角錐形；sp³；
（3）B為氧元素，形成的兩種單質的分子式為O₂、O₃，H₂O分子間存在氫鍵沸點較高；
故答案為：O₂、O₃；H₂O分子間存在氫鍵；（4）A和D形成的化合物為NCl₃，Cl顯正化合價，NCl₃與水反應的方程式為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
（5）B、C兩元素形成的化合物MgO，晶胞中Mg原子處于面心結構，是面心立方堆積；
Mg和O形成的化合物為MgO，由晶胞結構可知，O原子數目8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Mg原子數目1+12×$\frac{1}{4}$=4，則晶胞質量=4×$\frac{40g}{N{\;}_{A}}$=$\frac{160}{N{\;}_{A}}$g，晶胞的體積=$\frac{\frac{160}{N{\;}_{A}}}{ρ}$cm³，故晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$cm；
故答案為：$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$；

點評 本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、分子空間構型、化學鍵、雜化方式、電離能、晶胞計算等，側重對學生綜合能量的考查，難度中等．