Question

8．已知A、B、C、D、E、F、G、H均為前四周期元素且原子序數依次增大，A的原子中沒有成對電子；B的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同；元素C的基態原子2p軌道有3個未成對電子，元素D的原子最外層電子數是其內層電子數的3倍，元素F的一種常見單質為淡黃色粉末，G的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為1．E是地殼中含量最高的金屬元素；H與E同主族．
（1）在第2周期中，第一電離能大于D的元素有3種．
（2）C的最簡單氣態氫化物分子的空間構型為三角錐型；固態G中微粒間的作用力為金屬鍵．
（3）CD₃^-中，C原子軌道的雜化類型是sp²，與CD₃^- 互為等電子體微粒的化學式為SO₃、CO₃^2-等（寫出一種即可）．
（4）G（OH）₂ 難溶于水，易溶于氨水，寫出其產物的化學式[Cu（NH₃）₄]（OH）₂．
（5）下列有關上述元素的說法，正確的是④（填序號）；
①CA₃沸點高于BA₄，主要是因為前者相對分子質量較大
②Ni（BD）₄常溫下為液態，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑，因此固態Ni（BD）₄屬于離子晶體
③C的氫化物的中心原子采取sp²雜化
④E單質的熔點高于H單質，是因為E單質的金屬鍵較強
（6）G₂D的晶胞如圖所示，已知晶體的密度為ρg•cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，則晶胞邊長為$\root{3}{\frac{288}{ρ{N}_{A}}}$cm（用含ρ、N_A的式子表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H均為前四周期元素且原子序數依次增大，A的原子中沒有成對電子，故A為元素H；
B的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同，故B為元素C；
元素C的基態原子2p軌道有3個未成對電子，故C為元素N；
元素D的原子最外層電子數是其內層電子數的3倍，故D為元素O；
元素F的一種常見單質為淡黃色粉末，故F為元素S；
G的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為1，故G為元素Cu；
E是地殼中含量最高的金屬元素，故元素E為Al；
H與E同主族，故H為Ga，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H均為前四周期元素且原子序數依次增大，A的原子中沒有成對電子，故A為元素H；
B的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同，故B為元素C；
元素C的基態原子2p軌道有3個未成對電子，故C為元素N；
元素D的原子最外層電子數是其內層電子數的3倍，故D為元素O；
元素F的一種常見單質為淡黃色粉末，故F為元素S；
G的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為1，故G為元素Cu；
E是地殼中含量最高的金屬元素，故元素E為Al；
H與E同主族，故H為Ga，
（1）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，N處于第VA族，第一電離能大于O的元素有N、F、Ne三種，故答案為：3；
（2）C的最簡單氣態氫化物為NH₃，分子的空間構型為三角錐形；固態G為金屬元素Cu，其中微粒間的作用力為金屬鍵，故答案為：三角錐型；金屬鍵；
（3）NO₃^-中N原子價層電子對數=3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3，N原子軌道的雜化類型是sp²，與NO₃^-互為等電子體微粒的化學式為SO₃、CO₃^2-等，
故答案為：sp²；SO₃、CO₃^2-等；
（4）Cu（OH）₂難溶于水，易溶于氨水，其溶于氨水的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]（OH）₂+4H₂O，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]（OH）₂；
（5）①NH₃沸點高于CH₄，主要是因為前者分子間能形成氫鍵，故①錯誤；
②Ni（BD）₄常溫下為液態，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑，屬于分子晶體的性質，因此固態Ni（BD）₄屬于分子晶體，故②錯誤；
③C的氫化物，即NH₃的中心原子采取sp³雜化，故③錯誤；
④金屬鍵越強，金屬的熔點越高，所以Al單質的熔點高于Mg單質，故④正確；
故答案為：④；
（6）Cu₂O的晶胞中黑色球數目=4、白色球數目=2+8×$\frac{1}{8}$=2，故黑色球為Cu、白色球為O，晶胞質量=2×$\frac{64×2+16}{{N}_{A}}$g，晶體的密度為ρ g•cm^-3，則晶胞體積=$\frac{2×\frac{64×2+16}{{N}_{A}}}{ρ}$=$\frac{288}{ρ{N}_{A}}$cm³，則晶胞邊長=$\root{3}{\frac{288}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{288}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電離能、分子結構、雜化軌道、等電子體、配合物、晶胞計算等，推斷元素是解題關鍵，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．