Question

12．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E．其中A、B、C是同一周期的非金屬元素．化合物DC為離子化合物，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構．AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高．E元素在地殼中含量位居第四位，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，三個氯離子位于外界．請根據以上情況，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）
（1）C 的氫化物的分子空間構型是V形，其中心原子采取sp³雜化；
（2）E的基態原子電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，ECl₃與B、C的氫化物形成六配位的配合物的化學式為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（3）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N；
（4）一種由B、C組成的化合物與AC₂互為等電子體，其化學式為N₂O；
（5）1183K以下E元素形成的晶體的基本結構單元如圖1所示，1183K以上轉變為圖2所示結構的基本結構單元，在兩種晶體中最鄰近的原子間距離相同．在兩種基本結構單元中所含原子的個數比為1：2．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，C形成-2價陰離子，核外電子數為10，則D原子核外電子數為10+2=12，故D為Mg；E元素在地殼中含量位居第四位，則E為Fe元素，FeCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，C形成-2價陰離子，核外電子數為10，則D原子核外電子數為10+2=12，故D為Mg；E元素在地殼中含量位居第四位，則E為Fe元素，FeCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）C的氫化物為H₂O，分子中O原子成2個σ鍵、含有2對孤對電子，分子的立體構型是V形，中心O原子采取sp³ 雜化，故答案為：V形；sp³；
（2）E為Fe元素，原子序數為26，原子核外有26個電子，核外電子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；FeCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（3）同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰意思是，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（4）化合物AC₂為CO₂，一種由N、O組成的化合物與CO₂互為等電子體，其化學式為 N₂O，故答案為：N₂O；
（5）圖1結構單元中原子數目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，圖2結構單元中原子數目為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，二者結構單元中含有原子數目之比2：4=1：2，故答案為：1：2．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，涉及核外電子排布、分子結構、雜化軌道、配合物、電離能、晶胞計算等，氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高是推斷的突破口，難度中等．