Question

1．A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍；B的焰色反應呈黃色；C的氫化物是一種強酸，其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質；D是一種金屬元素，其基態原子中有6個未成對電子．請回答下列問題：
（1）元素E的名稱為錳，D的基態原子價層電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）C的氫化物的沸點比其上一周期同族元素的氫化物低，是因為HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵．
（3）A、C電負性大小順序是O＞Cl（用元素符號表示），C的最高價含氧酸根的空間構型為正四面體，其中心原子的雜化類型為sp³．
（4）A、B形成的化合物的晶胞如圖所示，該晶胞的化學式為Na₂O，其中A離子的配位數為8，該晶體類型為離子晶體．
（5）該晶胞的邊長為a×10^-10 cm，則距離最近的A、B離子間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則A為O元素；B的焰色反應呈黃色，則B為Na；C的氫化物是一種強酸，則C為Cl；其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可知E為Mn元素；D是一種金屬元素，其基態原子中有6個未成對電子，處于第四周期，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D為Cr，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則A為O元素；B的焰色反應呈黃色，則B為Na；C的氫化物是一種強酸，則C為Cl；其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可知E為Mn元素；D是一種金屬元素，其基態原子中有6個未成對電子，處于第四周期，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D為Cr．
（1）元素E為錳，前四周期元素中，D是一種金屬元素，其基態原子中有6個未成對電子，處于第四周期，基態原子價層電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：錳；3d⁵4s¹；
（2）C為Cl，其上一周期同族元素的氫化物為HF，HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵，故HCl的沸點低于HF，
故答案為：HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵；
（3）A為O元素、C為Cl元素，二者形成的氧化物中O元素表現負化合價，對鍵合電子吸引力更大，故電負性大小順序是O＞Cl，Cl的最高價含氧酸根為ClO₄^-，Cl原子價層電子對數為4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4，沒有孤對電子，故其空間構型為正四面體，其Cl原子的雜化類型為sp³雜化，
故答案為：O＞Cl；正四面體；sp³；
（4）晶胞中Na原子數目為8，O原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Na、O原子數目之比為8：4=2：1，故該晶胞的化學式為Na₂O，以上面面心中A離子研究，與之相鄰的B離子有8個，另外4個位于上面晶胞內部，故A離子的配位數為8，該晶體屬于離子晶體，
故答案為：Na₂O；8；離子晶體；
（5）白色球與周圍的8個黑色球形成立方體結構，黑色球位于立方體頂點、白色球位于立方體體心，該晶胞的邊長為a×10^-10 cm，晶胞內部上4個黑色球形成的平面、下4個黑色球形成的平面、及面心的4個白色球形成的平面與上下兩面的面間距離相等，則兩個黑色球之間的距離為$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm，體心中白色球與位于立方體體對角線上的2個黑色球相鄰，立方體體對角線長為$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm×$\sqrt{3}$，故則距離最近的A、B離子間的距離為（$\frac{1}{2}$×a×10^-10 cm×$\sqrt{3}$）×$\frac{1}{2}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10 cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電負性、核外電子排布、微粒結構、雜化軌道、晶胞計算等，（5）中晶胞計算為易錯點、難點，需要學生具備一定的空間想象與數學計算能力．