Question

8．碳、氫、氟、氮、硅等非金屬元素與人類的生產(chǎn)生活息息相關．回答下列問題：
（1）寫出硅原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p¹．C、Si、N的電負性由大到小的順序是N＞C＞Si．
（2）氟化氫水溶液中存在氫鍵有4種．
（3）科學家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯與鉀的化合物，該物質(zhì)在低溫時是一種超導體，其晶胞如右圖所示，該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為3：1．
（4）繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀．請解釋如下現(xiàn)象：熔點：Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀，而破壞分子所需要的能量：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，其原因：由于結構相似的分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力（或范德華力）越強，熔化所需的能量越多，故熔點是Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；而破壞分子需斷開化學鍵，元素電負性越強其形成的化學鍵越穩(wěn)定，（或成鍵電子數(shù)越多，成鍵原子半徑越小）斷鍵所需能量越多，故破壞分子需要的能量順序為N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀．
（5）Co³⁺有多種配合物，如Co（CN）₆^3-、Co（NH₃）₄Cl₂⁺ 等．銠（Rh）與鈷屬于同族元素，某些性質(zhì)相似．現(xiàn)有銠的某鹽組成為CsRh（SO₄）₂•4H₂O，易溶解于水，向其水溶液中加入一定濃度的BaCl₂溶液，無沉淀生成．請寫出該鹽溶解于水后的電離方程式：CsRh（SO₄）₂•4H₂O=Cs⁺+[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-．
（6）氧化鎂的晶格能大于氧化鈣（填“大于”、“小于”），由巖漿晶出規(guī)則可推測氧化鈣　后從巖漿中析出．

Answer 1

分析 （1）Si元素原子核外電子數(shù)為14，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
同周期自左而右電負性增大，同主族自上而下電負性減小；
（2）HF分子之間、水分子之間、HF與水分子中H原子與F、O原子之間都存在氫鍵；
（3）利用均攤法計算晶胞中K原子和C₆₀分子的個數(shù)比；
（4）結構相似的分子晶體熔點與其相對分子質(zhì)量成正比，破壞分子需要斷開化學鍵，元素的化學鍵的穩(wěn)定性與元素的電負性成正比；
（5）CsRh（SO₄）₂•4H₂O，易溶解于水，向其水溶液中加入一定濃度的BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明硫酸根為配體，銠（Rh）與鈷屬于同族元素，某些性質(zhì)相似，由Co³⁺形成的配合物可知CsRh（SO₄）₂•4H₂O中配體數(shù)目為6，電離為Cs⁺、[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-；
（6）離子所帶電荷相同，離子半徑越小晶格能越大，晶格能越大越容易在巖漿中析出．

解答 解：（1）Si是14號元素，其原子核外有14個電子，根據(jù)能量最低原理知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，同一周期中元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而增大，同一主族中元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而減小，C、N屬于同一周期，C的原子序數(shù)小于N，所以C的電負性小于N，C和Si元素屬于同一主族，C的原子序數(shù)小于Si元素，則C元素的電負性大于Si，所以電負性N＞C＞Si，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；N＞C＞Si；
（2）氟化氫的水溶液中存在的氫鍵有：氟化氫分子間、水分子間、水中氫原子和氟化氫中氟原子之間、氟化氫中氫原子和水中氧原子之間，所以一共有4種氫鍵，
故答案為：4；
（3）該晶胞中C₆₀個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，6×2×$\frac{1}{2}$=6，所以K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為6：2=3：1，故答案為：3：1；
（4）Si₆₀、N₆₀、C₆₀都是結構相似的分子晶體，分子晶體的熔點與其相對分子質(zhì)量成正比，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔化所需能量越多，所以熔點Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；破壞分子需要斷開化學鍵，元素的電負性越大，其形成的化學鍵越穩(wěn)定，斷鍵需要的能量越多，所以破壞分子需要的能量順序為：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，
故答案為：由于結構相似的分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力（或范德華力）越強，熔化所需的能量越多，故熔點是Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；而破壞分子需斷開化學鍵，元素電負性越強其形成的化學鍵越穩(wěn)定，（或成鍵電子數(shù)越多，成鍵原子半徑越�。�斷鍵所需能量越多，故破壞分子需要的能量順序為N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀；
（5）CsRh（SO₄）₂•4H₂O，易溶解于水，向其水溶液中加入一定濃度的BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明硫酸根為配體，銠（Rh）與鈷屬于同族元素，某些性質(zhì)相似，由Co³⁺形成的配合物可知CsRh（SO₄）₂•4H₂O中配體數(shù)目為6，溶于水電離為Cs⁺、[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-，電離方程式為：CsRh（SO₄）₂•4H₂O=Cs⁺+[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-，
故答案為：CsRh（SO₄）₂•4H₂O=Cs⁺+[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-；
（6）氧化鎂、氧化鈣晶體中離子所帶電荷相同，鎂離子半徑小于鈣離子半徑，離子半徑越小晶格能越大，故晶格能：氧化鎂＞氧化鈣，晶格能越大越容易在巖漿中析出，氧化鎂更容易從巖漿中析出，后析出的是氧化鈣，
故答案為：大于；氧化鈣．

點評 本題考查核外電子排布、電負性、氫鍵、晶胞計算、晶體類型與性質(zhì)、配合物等，都是常考知識點，注意配合物內(nèi)界與外界，掌握晶體類型與熔沸點判斷，難度中等．