Question

9．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36號的元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì)，B是地殼中含量最多的元素，C的單質(zhì)能從B的一種氫化物中置換出B的一種單質(zhì)，D是人體骨骼中的常見元素，D的氫氧化物常用來檢驗A和B形成的一種化合物，F(xiàn)的原子序數(shù)比E大1，F(xiàn)是Ⅷ族元素中原子序數(shù)最小的一種元素．
（1）E的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，比較F和 E的各級電離能后發(fā)現(xiàn)，氣態(tài)E²再失去一個電子比氣態(tài)F²⁺再失去一個電子難，其原因是Mn²⁺的電子排布成半充滿狀態(tài)，相對于Fe²⁺較為穩(wěn)定．
（2）寫出 DA₂的電子式．
（3）DC₂的一個晶胞如右圖所示，則圖中實心球表示D還是C？答：Ca（填元素名稱）．該晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積是$\frac{78×4}{a{N}_{A}}$cm（只要求列出算式）．
（4）AB₃^2-離子的空間立體構型為平面正三角形，AB氣體在配合物中常作為配體，如近年來開始使用的一種新型汽油防震劑F（AB）₅，該化合物中F元素的化合價為0．

Answer 1

分析 A的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì)是金剛石，所以A是碳元素，B是地殼中含量最多的元素是氧元素，C的單質(zhì)能從B的一種氫化物中置換出B的一種單質(zhì)，是氟氣與水反應生成氧氣，所以C是氟，D是人體骨骼中的常見元素是鈣，D的氫氧化物常用來檢驗A和B形成的一種化合物二氧化碳，F(xiàn)的原子序數(shù)比E大1，F(xiàn)是Ⅷ族元素中原子序數(shù)最小的一種元素是鐵，所以E是錳，所以A是C、B是O、C是F、D是Ca、E是Mn、F是Fe，由此分析解答．

解答 解：（1）Mn的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；因為Mn²⁺的電子排布是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，成半充滿狀態(tài)，而Fe²⁺的電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，不穩(wěn)定，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；Mn²⁺的電子排布成半充滿狀態(tài)，相對于Fe²⁺較為穩(wěn)定；
（2）DA₂是CaC₂，電子式為：，故答案為：；
（3）由化合物CaF₂的晶胞結構可知，晶胞中含有實心球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，而含有空心球的數(shù)目為8，所以實心球是鈣，空心球是氟，故晶胞的質(zhì)量為4×$\frac{78}{{N}_{A}}$g，該離子化合物晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積=$\frac{\frac{4×78}{{N}_{A}}g}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{78×4}{a{N}_{A}}$cm³，故答案為：Ca；$\frac{78×4}{a{N}_{A}}$；
（4）CO₃^2-中C原子的價層電子對數(shù)=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，C原子孤對電子對數(shù)=$\frac{4+2-2×3}{2}$=0，CO₃^2-為平面三角形，CO為中性配體，所以鐵的化合價為0，故答案為：平面正三角形；0．

點評 本題綜合查物質(zhì)結構與性質(zhì)，推斷元素是解題的關鍵，涉及核外電子排布規(guī)律、分子結構、晶胞計算等，難度中等，（3）掌握均攤法進行晶胞的有關計算．