Question

20．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，且原子序數(shù)依次增大．A元素的陽(yáng)離子核外無(wú)電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，C與B同周期，核外有三個(gè)未成對(duì)電子；D元素的基態(tài)原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；E元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4；F元素的正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿；請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）C、D、E三種元素的基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞S（填元素符號(hào)）；ED₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體，ED₃^2-中心原子的雜化方式為sp³．
（2）離子化合物CA₅的晶體中含有的化學(xué)鍵有ABD．
A．離子鍵        B．極性鍵        C．非極性鍵           D．配位鍵      D．金屬鍵
（3）金屬配合物F（BD）_n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=5．
（4）C₂D分子中含有σ鍵和π鍵數(shù)目比是1：1．
（5）FD晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，F(xiàn)D晶體中F²⁺配位數(shù)為6，若該晶胞邊長(zhǎng)為a cm，則該晶體密度為$\frac{288}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，且原子序數(shù)依次增大．A元素的陽(yáng)離子核外無(wú)電子，則A為H元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為碳元素；C與B同周期，核外有三個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，故C為N元素；D元素的基態(tài)原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則D為O元素；F元素的正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿，外圍電子排布式為3d⁶4s²，則F為Fe；E元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4，最外層電子數(shù)為6，原子序數(shù)小于Fe，則E為S元素．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，且原子序數(shù)依次增大．A元素的陽(yáng)離子核外無(wú)電子，則A為H元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則B為碳元素；C與B同周期，核外有三個(gè)未成對(duì)電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，故C為N元素；D元素的基態(tài)原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則D為O元素；F元素的正三價(jià)離子的3d軌道為半充滿，外圍電子排布式為3d⁶4s²，則F為Fe；E元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4，最外層電子數(shù)為6，原子序數(shù)小于Fe，則E為S元素．
（2）氮元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于氧元素的，同主族自上而下第一電離能減小，故第一電離能大小順序是：N＞O＞S，SO₄^2-中S原子孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+0=4，空間構(gòu)型為正四面體，SO₃^2-中S原子孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{6+2-2×3}{2}$=1，雜化軌道數(shù)目=3+1=4，S原子采取sp³雜化，
故答案為：N＞O＞S；正四面體；sp³；
（2）離子化合物CA₅為NH₄H，銨根離子與氫負(fù)離子之間形成離子鍵，銨根離子中含有配位鍵、極性鍵，
故選：ABD；
（3）金屬配合物Fe（CO）_n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，F(xiàn)e原子價(jià)電子水為8，則8+2n=18，故n=5，
故答案為：5；
（4）N₂O分子與CO₂核外等電子體，結(jié)構(gòu)式為N=N=O，分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比是1：1，
故答案為：1：1；
（5）FD晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，F(xiàn)eO晶體中O^2-、Fe²⁺為1：1，O^2-的配位數(shù)為6，則Fe²⁺配位數(shù)為6，晶胞中O^2-離子數(shù)目為1+12×$\frac{1}{4}$=4，則Fe²⁺的數(shù)目也是4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{72}{{N}_{A}}$g，若該晶胞邊長(zhǎng)為a cm，則該晶體密度為4×$\frac{72}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=$\frac{288}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³，
故答案為：6；$\frac{288}{{N}_{A}×{a}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，（4）中注意利用等電子體判斷一氧化二氮的結(jié)構(gòu)，理解同周期第一電離能異常原因，難度中等．