Question

7．有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均不大于30）．A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子；C的核外沒(méi)有成單電子，B、C兩元素形成的化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示；D的3p能級(jí)有1個(gè)單電子，且與B所在主族相鄰；E元 素在地殼中含量居第四位；則：
（1）寫出基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式3d⁶4s²．
（2）A的最簡(jiǎn)單氫化物分子的空間構(gòu)型為三角錐形，其中A原子的雜化類型是sp³．
（3）B能形成兩種常見(jiàn)的單質(zhì)，其分子式分別為O₂、O₃，其沸點(diǎn)是同族元素氫化物中最高的因是H₂O分子間存在氫鍵．
（4）A和D形成的化合物中，D顯正化合價(jià)，試寫出該化合物與水反應(yīng)的方程式：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
（5）B、C兩元素形成的化合物晶胞結(jié)構(gòu)中，B原子是  堆積（填堆積模型）；已知B和C形成的化合物晶體的密度為Pg•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，求晶胞邊長(zhǎng)a=$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$cm．（用含ρ、N_A的計(jì)算式表示）

Answer 1

分析 有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均不大于30）．
A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則A為N元素；
B、C兩元素形成的化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則B、C離子的個(gè)數(shù)都為4個(gè)，化學(xué)式為BC，C的核外沒(méi)有成單電子且原子序數(shù)大于A，則B為O元素，C為Mg元素；
D的3p能級(jí)有1個(gè)單電子，且與B所在主族相鄰，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，則D為Cl元素；
E元素在地殼中含量居第四位，則D為Fe元素；
結(jié)合題目分析解答．

解答 解：由分析可知：A、B、C、D、E五種原子分別為：N元素，O元素，Mg元素，Cl元素，F(xiàn)e元素；
（1）E為Fe元素，F(xiàn)e是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，價(jià)電子排布式為：3d⁶4s²；
故答案為：3d⁶4s²；
（2）A的最簡(jiǎn)單氫化物為NH₃，NH₃分子中氮原子價(jià)層電子對(duì)=3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以分子空間構(gòu)型是三角錐形，N原子采取sp³雜化；
故答案為：三角錐形；sp³；
（3）B為氧元素，形成的兩種單質(zhì)的分子式為O₂、O₃，H₂O分子間存在氫鍵沸點(diǎn)較高；
故答案為：O₂、O₃；H₂O分子間存在氫鍵；（4）A和D形成的化合物為NCl₃，Cl顯正化合價(jià)，NCl₃與水反應(yīng)的方程式為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
（5）B、C兩元素形成的化合物MgO，晶胞中Mg原子處于面心結(jié)構(gòu)，是面心立方堆積；
Mg和O形成的化合物為MgO，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，O原子數(shù)目8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Mg原子數(shù)目1+12×$\frac{1}{4}$=4，則晶胞質(zhì)量=4×$\frac{40g}{N{\;}_{A}}$=$\frac{160}{N{\;}_{A}}$g，晶胞的體積=$\frac{\frac{160}{N{\;}_{A}}}{ρ}$cm³，故晶胞邊長(zhǎng)a=$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$cm；
故答案為：$\root{3}{\frac{160}{ρ•N{\;}_{A}}}$；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、分子空間構(gòu)型、化學(xué)鍵、雜化方式、電離能、晶胞計(jì)算等，側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能量的考查，難度中等．