Question

【題目】有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負性最大的元素，C的2p軌道中有三個未成對的單電子，F原子核外電子數是B與C核外電子數之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色(或磚紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物，其晶胞結構如圖所示．請回答下列問題．

（1）E元素原子基態時的電子排布式為_________．

（2）A2F分子中F原子的雜化類型是_________

（3）CA3極易溶于水，其原因主要是_________，

（4）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應用上具有非常光明的前途．富勒烯(C60)的結構如圖，分子中碳原子軌道的雜化類型為_________；1molC60分子中σ鍵的數目為_________．

（5）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅銦硒薄膜電池等．

①第一電離能：As_________Se(填“>”“<”或“=”)．

②硫化鋅的晶胞中(結構如圖所示)，硫離子的配位數是_________與S距離最近且等距離的S之間的距離為_________（密度為ρg/cm3）

③二氧化硒分子的空間構型為_________．

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s1 sp3 與水分子間形成氫鍵 sp2 90NA > 4 V形

【解析】

有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A為H元素；B是電負性最大的元素，則B為F元素；C的2p軌道中有三個未成對的單電子，則C原子核外電子排布為1s22s22p3，則C為N元素；F原子核外電子數是B與C核外電子數之和，則F原子核外電子數為9+7=16，則F為S元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E2O和黑色的EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D與B可形成離子化合物，根據晶胞結構可知，晶胞中F原子數目為8，D原子數目為，故化學式為DF2，D為+2價，D是主族元素且與E同周期，處于第四周期，則D為Ca元素，據此解答。判斷碳原子的雜化類型可根據其成鍵情況來判斷，碳原子若成四個單鍵，其雜化類型必為sp3，若成一個雙鍵，兩個單鍵，其雜化類型必為sp2，若成一個單鍵，一個三鍵，其雜化類型必為sp．在每個C60分子中，由于碳原子都采取sp2雜化，故參與形成σ鍵的電子只有3個，所以形成σ鍵的電子共有60×3=180個，而每個σ鍵需要2個電子，所以σ鍵的數目為90個，故1molC60中σ鍵的數目為90NA；①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但注意第VA族元素大于相鄰元素的第一電離能；

②與硫離子最近的鋅離子的數目為硫離子的配位數，根據均攤法計算晶胞中Zn、S原子數目，用阿伏伽德羅常數表示出晶胞質量，再結合m=ρV計算與S距離最近且等距離的S之間的距離；

③計算Se原子價層電子對、孤電子對，確定其空間構型；

（1）E為Cu元素，原子核外電子數為29，基態原子的電子排布式為[Ar]3d104s1，故答案為：[Ar]3d104s1；

（2）H2S分子中S原子的價層電子對數=，S原子采取sp3雜化，故答案為：sp3；

（3）NH3極易溶于水，其原因主要是NH3與水分子間形成氫鍵，由于一水合氨電離產生銨根離子和氫氧根，故NH3H2O中N原子與水中的H原子之間存在氫鍵，應為b結構，故答案為：與水分子間形成氫鍵；

（4）每個碳原子形成3個σ鍵個數且不含孤電子對，所以采用sp2雜化，每個碳原子含有的σ鍵個數為32，所以1molC60分子中σ鍵的數目==90NA，故答案為：sp2；90NA；

(5)①As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，As原子4p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于Se，故答案為：>；

②根據圖片知,每個S離子連接4個Zn離子,所其配位數是4；晶胞中Zn原子數為4，S原子數為，晶胞質量，則，與S距離最近且等距離的S之間的距離為，故答案為：4；；

③二氧化硒分子中Se原子孤電子對數，價層電子對=2+1=3，所以其空間結構為V形，故案為：V形。