Question

前四周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，A是周期表所有原子中原子半徑最小的，B有三個能級，且各個能級上電子數相等，D與C同周期，且C中未成對電子是該周期中最多的；D基態(tài)原子的2p電子是2s電子的2倍；E有4個電子層，且與A最外層電子數相同，其他各層均排滿．
（1）寫出E²⁺的基態(tài)核外電子排布式

 

．
（2）A和C可以形成18電子的分子，該分子中C原子的雜化方式為

 

．
（3）C與D形成的酸根離子CD₃^-
①CD₃^-的空間構型為

 

（用文字描述）．
②寫出一種與CD₃^-互為等電子體的分子的化學式

 

．
（4）CA₃的沸點比BA₄的沸點高的原因是

 

．
（5）E²⁺與C的常見氫化物形成配位數為4的配合物離子，1mol該離子中含σ鍵數目為

 

．
（6）E晶胞結構如圖所示，該晶體中每個E原子周圍距離最近的E原子數目為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,“等電子原理”的應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：前四周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，A是周期表所有原子中原子半徑最小的，則A為H元素，B有三個能級，且各個能級上電子數相等，則B為C元素，D基態(tài)原子的2p電子是2s電子的2倍，則D為O元素；D與C同周期，且C中未成對電子是該周期中最多的，則C為N元素；E有4個電子層，且與A最外層電子數相同，其他各層均排滿，則E為Cu 元素，據此答題．

解答： 解：前四周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，A是周期表所有原子中原子半徑最小的，則A為H元素，B有三個能級，且各個能級上電子數相等，則B為C元素，D基態(tài)原子的2p電子是2s電子的2倍，則D為O元素；D與C同周期，且C中未成對電子是該周期中最多的，則C為N元素；E有4個電子層，且與A最外層電子數相同，其他各層均排滿，則E為Cu 元素，
（1）E為Cu 元素，原子核外有29個電子，所以Cu²⁺的基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d⁹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：[Ar]3d⁹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）A和C可以形成18電子的分子為N₂H₄，該分子中N原子的價層電子對數為

5+2+1

2

=4，所以N原子的雜化方式為sp³，
故答案為：sp³；
（3）C與D形成的酸根離子CD₃^-為NO₃^-，
①NO₃^-中氮原子的價層電子對數為

5+1

2

=3，沒有孤電子對，所以NO₃^-的空間構型為平面三角形；
②與NO₃^-互為等電子體的分子的化學式為SO₃或BF₃，
故答案為：平面三角形；SO₃或BF₃；
（4）由于NH₃分子間有氫鍵，所以NH₃的沸點比CH₄的沸點高，
故答案為：NH₃分子間有氫鍵；
（5）E²⁺與C的常見氫化物形成配位數為4的配合物離子為[Cu（NH₃）₄]²⁺，在[Cu（NH₃）₄]²⁺中氨分子與銅離子之間有配位鍵，每個氨分子內有3個N-H鍵，所以1mol該離子中含σ鍵數目為16mol或16×6.02×10²³，
故答案為；16mol或16×6.02×10²³；
（6）銅晶胞結構如圖所示，以晶胞頂點銅原子為例，與該銅原子周圍距離最近的銅原子分布在晶胞各個面的面心上，這樣的銅原子有12個，
故答案為：12．

點評：本題考物質結構元素周期律的相關知識，涉及核外電子排布、配位化合物、原子的雜化類型、分子空間構型、晶胞的計算等知識，難度中等，元素推斷是解題的關鍵．