Question

【題目】已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數之和為107，且它們的核電荷數依次增大。B原子的p軌道半充滿，其氫化物沸點是同族元素中最低的，D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，A與C能形成A2C型離子化和物，其中的陰、陽離子相差一個電子層，E4＋離子和氬原子的核外電子排布相同。請回答下列問題：

（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是____________（填元素符號）

（2）化合物BD3的分子空間構型可描述為_________，B的原子軌道雜化類型為________。

（3）已知F元素在人體內含量偏低時，會影響O2在體內的正常運輸。已知F2＋與KCN溶液反應得F（CN）2沉淀，當加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物。則F的基態原子價電子排布式為______。CN－與___________（一種分子）互為等電子體，則1個CN－中π鍵數目為___________。

（4）EO2與碳酸鋇在熔融狀態下反應，所得晶體的晶胞結構如圖所示，則該反應的化學方程式為________

在該晶體中，E4＋的氧配為數為____________。若該晶胞邊長為a nm可 計算該晶體的密度為__________g／cm3（阿伏加德羅常數為NA）

Answer 1

【答案】Na<S<P<Cl 三角錐形 sp3 3d64s2 N2 2 TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑ 6

【解析】

B原子的p軌道半充滿，則若的電子排布式為1s22s22p3，B為N元素；對于氫化物來說，結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力就越大，物質的熔沸點就越高。而HF、H2O、NH3的分子之間除了存在分子間作用力外，還存在一種叫氫鍵的作用力，增大了分子間的相互作用，使它們的熔沸點在同族元素形成的氫化物中最高，出現反常現象；NH3的沸點在同族中是最高的，不符合題意，舍棄；則電子排布式是1s22s22p63s23p3，B元素為P元素；又因為其氫化物沸點是同族元素中最低的符合題意，因此B元素為P元素；D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，則D的電子排布式為1s22s22p63s23p5，D為Cl.元素；A與C能形成A2C型離子化和物，其中的陰、陽離子相差一個電子層，則A、C在元素周期表中位于同一周期，結合化合物的及它們的原子序數都比Cl小等知識可確定A為Na元素，C為S元素；E4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，則E為22號元素Ti元素；A、B、C、D、E、F的原子序數之和為107，所以F的原子序數為：107-11-15-16-17-22=26，F是Fe元素；結合以上分析進行題中問題的解答。

結合以上分析可知，A為Na元素，B元素為P元素，C為S元素，D為Cl元素，E為Ti元素，F是Fe元素；

（1）對于電子層數越多的元素，原子核外的電子數越多，原子半徑越小，原子失去電子就越難，即電離能就越大；所以Na、P、S、Cl的第一電離能由小到大的順序是Na<S<P<Cl；

（2）在化合物PCl3的分子中，每個P原子與三個Cl原子形成三個共價鍵，在P原子上還有一對孤對電子。所以PCl3的分子空間構型可描述為三角錐形，P原子的雜化方式為sp3；

（3）Fe原子的基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則基態Fe的價電子排布式為3d64s2；電子數相同、原子數也相同的微粒就叫做等電子體，CN－的電子數為14，原子數為2，所以與CN－互為等電子體的分子為N2；等電子體結構相似，性質也相似，由于在N2中2個N原子共用三對電子，一個是σ鍵，2個π鍵，所以在CN－中的π鍵也是2個；

（4）由晶胞的結構示意圖結合均攤法可知：在每個晶胞中含有：Ti：1；Ba：8×=1；O:6×=3，所以該化合物的化學式為BaTiO3；故TiO2與碳酸鋇在熔融狀態下反應的化學方程式為TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑；在晶體中每個Ti原子周圍有6個O原子與它距離相等而且最近，這6個O原子構成的是正八面體；所以配位數為6；由于在一個晶胞中只含有一個BaTiO3，所以晶體的密度。