Question

13．前四周期原子序數依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有1個，且A^-和B⁺的電子相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數分別為4和2，且原子序數相差為2．回答下列問題：
（1）D²⁺價層電子排布圖為．
（2）四種元素中第一電離能最小的是K，電負性最大的是F．（填元素符號）．
（3）A、B和D三種元素組成的化合物的晶胞如圖所示．
①該化合物的化學式為K₂NiF₄．
②列式計算該晶體的密度3.4g•cm^-3．
（4）A^-、B⁺和C³⁺三種離子組成的化合物B₃CA₆，其中化學鍵的類型有離子鍵、配位鍵；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為[FeF₆]^3-，配位體是F^-．

Answer 1

分析 前四周期原子序數依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有一個，并且A^-和B⁺的電子數相差為8，A屬于第VIIA族元素，B屬于第IA族元素，且A的原子序數小于B，則A是F元素，B是K元素；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數分別為4和2，且原子序數相差為2，且C和D的原子序數大于B，C的原子序數小于D，則C是Fe元素，D是Ni元素．

解答 解：前四周期原子序數依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有一個，并且A^-和B⁺的電子數相差為8，A屬于第VIIA族元素，B屬于第IA族元素，且A的原子序數小于B，則A是F元素，B是K元素；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數分別為4和2，且原子序數相差為2，且C和D的原子序數大于B，C的原子序數小于D，則C是Fe元素，D是Ni元素，
（1）Ni²⁺的價層電子為3d電子，根據能量最低原理、保里不相容原理及洪特規則知，其價電子排布圖為，
故答案為：；
（2）元素的金屬性越強其第一電離能越小，元素的非金屬性越強，其電負性越大，這四種元素中金屬性最強的是K元素，非金屬性最強的元素是F，所以第一電離能最小的是K，電負性最大的是F，
故答案為：K；F；
（3）①該晶胞中F原子個數=16×$\frac{1}{4}$+4×$\frac{1}{2}$+2=8，K原子個數=8×$\frac{1}{4}$+2=4，Ni原子個數=8×$\frac{1}{8}$+1=2，所以該化合物的化學式為K₂NiF₄，
故答案為：K₂NiF₄；
②該晶胞的體積=（400×10^-10cm）²×（1308×10^-10cm），晶胞質量=$\frac{39×4+59×2+19×8}{6.02×1{0}^{23}}$g，故晶體密度=$\frac{\frac{39×4+59×2+19×8}{6.02×1{0}^{23}}g}{（400×1{0}^{-10}cm）^{2}×1308×1{0}^{-10}cm}$=3.4g•cm^-3，
故答案為：3.4；
（4）F^-、K⁺和Fe³⁺三種離子組成的化合物K₃FeF₆，Fe³⁺含有空軌道，為中心離子，F^-含有孤對電子，為配體，二者之間形成配位鍵，形成配離子[FeF₆]^3-，[FeF₆]^3-與K⁺之間形成離子鍵，
故答案為：離子鍵、配位鍵；[FeF₆]^3-；F^-．

點評 本題考查物質結構和性質，正確推斷元素是解本題關鍵，難度中等，注意化學式的確定中各原子被幾個晶胞共用，為易錯點，難點是密度的計算．