Question

2．原子序教依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期．自然界中存在多種A的化合物，B 原子核外電子有6 種不同的運動狀態(tài)，B 與C可形成正四面體形分子．D 的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子．其他能層均己充滿電子．請回答下列問題：
（1）這四種元素中電負(fù)性最大的元素．其基態(tài)原子的價電子排布圖為．第一電離能最小的元素是Cu（填元素符號）．
（2）C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl（填化學(xué)式），呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高．
（3）B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為sp²、另一種的晶胞如圖二所示，若此晶胞中的棱長為356.6pm，則此晶胞的密度為3.5g•cm^-3 （保留兩位有效數(shù)字）．（$\sqrt{3}$=1.732）

（4）D元素形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，該晶體中含有的化學(xué)鍵是①②③（填選項序號）．
①極性鍵        ②非極性鍵        ③配位鍵         ④金屬鍵．

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素．
（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布為3s²3p⁵，結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫出其軌道排布圖；
四種元素中只有Cu為金屬，其它為非金屬，金屬的電離能最�。�
（2）HF分子間存在氫鍵，沸點最高，其它鹵化氫隨著相對分子質(zhì)量遞增，其沸點升高；
（3）圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp²雜化；
根據(jù)均攤法計算晶胞中C原子數(shù)目，進(jìn)而計算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度；
（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵．

解答 解：原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素，
（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布為3s²3p⁵，其基態(tài)原子的價電子排布圖為，四種元素中只有Cu為金屬，其它為非金屬，Cu的第一電離能最��；
故答案為：；Cu；
（2）HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl，
故答案為：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高；
（3）圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp²雜化；
一個晶胞中含碳原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，晶胞質(zhì)量為$\frac{8×12}{{N}_{A}}$g，晶胞密度=（8×$\frac{12}{6.02×1{0}^{23}}$g）÷（356.6×10^-10cm）³≈3.5 g•cm^-3，
故答案為：sp²；3.5；
（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，
故答案為：面心立方最密堆積；①②③．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，題目綜合性較大，涉及元素推斷、核外電子排布、電離能、晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵、晶胞計算等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)計算能力，注意涉及中學(xué)常見晶胞結(jié)構(gòu)，難度中等．