Question

【題目】有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)增大的元素，只有一種為金屬。A、B、C均為第二周期緊鄰元素，其第一電離能順序為B>C>A；B與D同主族；E為第4周期副族元素，其價層電子為全滿。

（1）E元素的名稱為________，該元素基態(tài)原子的價電子排布式為_______。

（2）B與D分別與氫形成最簡單氫化物沸點高低順序為____（用化學式表示）；原因_____。

（3）A、B、C三種元素分別與氫形成化合物中的M-M（M代表A、B、C）單鍵的鍵能如下表：

上述三種氫化物中，A、B、C元素原子的雜化方式有_____種；請解釋上表中三種氫化物M-M單鍵的鍵能依次下降的原因______________________。

（4）D與氯形成的化合物DC15，加壓條件下148℃液化，發(fā)生完全電離得到一種能夠?qū)щ姷娜垠w，測定D-Cl鍵長為198pm和206pm兩種，該熔體中含有一種正四面體結構的陽離子，請寫出該條件下DC15電離的電離方程式__________；該熔體中陰離子的空間構型為________。

（5）E與C形成的化合物晶體結構有四種，其中一種與金剛石類似，金剛石晶體結構如圖所示，該晶體的化學式為______（用元素符號表示）；該晶胞的棱長為apm 則該晶體的密度為______g/cm3。

Answer 1

【答案】 鋅 3d104s2 NH3>PH3 均為分子晶體，NH3分子間存在氫鍵。 1 乙烷中的碳原子沒有孤電子對，肼中的氮原子有1對孤對電子，過氧化氫中的氧原子有兩對孤對電子，孤對電子數(shù)越多斥力越大，形成的化學鍵越不穩(wěn)定，鍵能越小。 2PCl5=PC16-＋PC14 + 正八面體 ZnO

【解析】本題考查選修3《物質(zhì)結構》，E為第4周期副族元素，且價層電子為全滿，因此推出E為Zn，五種元素只有一種元素是金屬，E為鋅，則A、B、C、D為非金屬，B和D屬于同主族，則D為第三周期，A、B、C為第二周期，第一電離能規(guī)律從左向右第一電離能增大，但IIA族大于IIIA，VA族大于VIA族，三種元素的第一電離能順序是B>C>A，三種元素原子序數(shù)增大，因此推出：A為C，B為N，C為O，D為P，（1）根據(jù)上述分析，E為鋅，鋅元素位于副族，鋅原子的價電子包括最外層和次外層d能級，即3d104s2；（2）氫化物分別是NH3、PH3，兩種氫化物都屬于分子晶體，NH3中存在分子間氫鍵，PH3無分子間氫鍵，因此沸點：NH3>PH3；（3）根據(jù)表格，氫化物分別是CH3－CH3、H2N－NH2、HO－OH，乙烷中C有4個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp3，肼中N有3個σ鍵，1個孤電子對，雜化類型為sp3，H2O2中O有2個σ鍵，2個孤電子對，雜化類型為sp3，三者只有一種雜化類型，乙烷中的碳原子沒有孤電子對，肼中的氮原子有1對孤對電子，過氧化氫中的氧原子有兩對孤對電子，孤對電子數(shù)越多斥力越大，形成的化學鍵越不穩(wěn)定，鍵能越��；（4）陽離子的空間構型為正四面體，說明P有4個σ鍵，無孤電子對，陽離子為PCl4＋，因此PCl5電離方程式為：2PCl5 PCl4＋＋PCl6－，PCl6－中P有6個σ鍵，孤電子對數(shù)(5＋1－6)/2=0，價層電子對數(shù)為6，空間構型為正八面體；（5）鋅原子位于頂點和面心，屬于晶胞的個數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，氧原子位于體心，共有4個，即此化合物為ZnO，晶胞的質(zhì)量為4×81/NAg，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，根據(jù)密度的定義，即密度為。