Question

4．如圖1為元素周期表的一部分，字母下方數值為該元素電負性，根據信息回答下列問題（用相應元素符號進行答題）：

（1）b、h兩元素可形成化合物bh₂，寫出其電子式：．
（2）e、g兩元素可形成兩種化合物eg₃、e₂g₆，eg₃的分子構型為平面正三角形，eg₃、e₂g₆中心原子e的雜化方式分別為sp²、sp³．
（3）d元素形成的單質可與g的氫化物濃溶液在加熱條件下反應生成一種以二價d離子為內界中心原子（配位數為4）的配位化合物與一種可燃性氣體，寫出反應的化學方程式：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑．
（4）f、g、h、i四種元素對應單質分子的鍵能如下表：

共價鍵	f-f	g-g	h-h	i-i
鍵能（kJ/mol）	157	242.7	193.7	152.7

試從原子半徑角度闡述f-f鍵鍵能反常的原因：F原子半徑較小，價電子較多，導致電子云密度增大，極大增加了兩原子間的排斥作用，故鍵能較小，共價鍵易斷裂．
（5）c元素的元素符號是Ni，價電子排布式為3d⁸4s²，下圖是一種受到較多關注的c元素單質與金屬鑭（La）形成的儲氫材料的結構示意圖，請在圖2中勾畫出該晶體的一個晶胞．計算出該合金的化學式為：LaNi₅．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知a為H，b為Be，c為Ni，d為Cu，e為Al，f為F，g為Cl、h為Br、i為I．
（1）b、h兩元素電負性之差小于1.7，二者形成化合物BeBr₂屬于共價化合物，Be原子與Br原子之間形成1對共用電子對；
（2）計算AlCl₃的分子Al原子的價層電子對數、孤電子對數，進而確定空間構型與雜化方式；
Al₂Cl₆中心原子Al形成4個σ鍵（其中1個為配位鍵），沒有孤電子對；
（3）可燃性氣體為氫氣，由于HCl濃溶液，配合物為H₂CuCl₄；
（4）F原子半徑較小，價電子較多，導致電子云密度增大，極大增加了兩原子間的排斥作用；
（5）c為Ni，原子核外由28個電子，根據能量最低原理書寫價電子排布式；晶胞采取平行六面體，是晶體的基本重復單元，晶胞通過無隙并置形成晶體；利用均攤法計算圖中六棱體中La原子、Ni原子數目，確定化學式．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知a為H，b為Be，c為Ni，d為Cu，e為Al，f為F，g為Cl、h為Br、i為I．
（1）b、h兩元素電負性之差小于1.7，二者形成化合物BeBr₂屬于共價化合物，Be原子與Br原子之間形成1對共用電子對．其電子式為：，故答案為：；
（2）AlCl₃的分子Al原子的價層電子對數=3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，沒有孤電子對，故其空間構型為平面正三角形，Al原子采取sp²雜化，而Al₂Cl₆中心原子Al形成4個σ鍵（其中1個為配位鍵），沒有孤電子對，采取sp³雜化，故答案為：平面正三角形；sp²；sp³；
（3）可燃性氣體為氫氣，由于HCl濃溶液，配合物為H₂CuCl₄，反應方程式為：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑，
故答案為：Cu+4HCl=H₂CuCl₄+H₂↑；
（4）F原子半徑較小，價電子較多，導致電子云密度增大，極大增加了兩原子間的排斥作用，故鍵能較小，共價鍵易斷裂，
故答案為：F原子半徑較小，價電子較多，導致電子云密度增大，極大增加了兩原子間的排斥作用，故鍵能較小，共價鍵易斷裂；
（5）c為Ni，原子核外由28個電子，根據能量最低原理，可知價電子排布式為3d⁸4s²；晶胞采取平行六面體，是晶體的基本重復單元，晶胞通過無隙并置形成晶體，畫出該晶體的一個晶胞如圖：；圖2中六棱體中La原子數目=12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$=3，六棱體中Ni原子數目=6+12×$\frac{1}{2}$+6×$\frac{1}{2}$=15，化學式為LaNi₅，

故答案為：Ni；3d⁸4s²；；LaNi₅．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、雜化方式、空間構型、配合物、晶胞結構與計算等，是對學生綜合能力的考查，難度較大．