Question

【題目】已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)之和為107，且它們的核電荷數(shù)依次增大。B原子的p軌道半充滿，其氫化物沸點(diǎn)是同族元素中最低的，D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，A與C能形成A2C型離子化和物，其中的陰、陽(yáng)離子相差一個(gè)電子層，E4＋離子和氬原子的核外電子排布相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是____________（填元素符號(hào)）

（2）化合物BD3的分子空間構(gòu)型可描述為_________，B的原子軌道雜化類型為________。

（3）已知F元素在人體內(nèi)含量偏低時(shí)，會(huì)影響O2在體內(nèi)的正常運(yùn)輸。已知F2＋與KCN溶液反應(yīng)得F（CN）2沉淀，當(dāng)加入過(guò)量KCN溶液時(shí)沉淀溶解，生成配合物。則F的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為______。CN－與___________（一種分子）互為等電子體，則1個(gè)CN－中π鍵數(shù)目為___________。

（4）EO2與碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng)，所得晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________

在該晶體中，E4＋的氧配為數(shù)為____________。若該晶胞邊長(zhǎng)為a nm可 計(jì)算該晶體的密度為__________g／cm3（阿伏加德羅常數(shù)為NA）

Answer 1

【答案】Na<S<P<Cl 三角錐形 sp3 3d64s2 N2 2 TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑ 6

【解析】

B原子的p軌道半充滿，則若的電子排布式為1s22s22p3，B為N元素；對(duì)于氫化物來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力就越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高。而HF、H2O、NH3的分子之間除了存在分子間作用力外，還存在一種叫氫鍵的作用力，增大了分子間的相互作用，使它們的熔沸點(diǎn)在同族元素形成的氫化物中最高，出現(xiàn)反常現(xiàn)象；NH3的沸點(diǎn)在同族中是最高的，不符合題意，舍棄；則電子排布式是1s22s22p63s23p3，B元素為P元素；又因?yàn)槠錃浠�物沸點(diǎn)是同族元素中最低的符合題意，因此B元素為P元素；D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，則D的電子排布式為1s22s22p63s23p5，D為Cl.元素；A與C能形成A2C型離子化和物，其中的陰、陽(yáng)離子相差一個(gè)電子層，則A、C在元素周期表中位于同一周期，結(jié)合化合物的及它們的原子序數(shù)都比Cl小等知識(shí)可確定A為Na元素，C為S元素；E4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，則E為22號(hào)元素Ti元素；A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)之和為107，所以F的原子序數(shù)為：107-11-15-16-17-22=26，F是Fe元素；結(jié)合以上分析進(jìn)行題中問(wèn)題的解答。

結(jié)合以上分析可知，A為Na元素，B元素為P元素，C為S元素，D為Cl元素，E為Ti元素，F(xiàn)是Fe元素；

（1）對(duì)于電子層數(shù)越多的元素，原子核外的電子數(shù)越多，原子半徑越小，原子失去電子就越難，即電離能就越大；所以Na、P、S、Cl的第一電離能由小到大的順序是Na<S<P<Cl；

（2）在化合物PCl3的分子中，每個(gè)P原子與三個(gè)Cl原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，在P原子上還有一對(duì)孤對(duì)電子。所以PCl3的分子空間構(gòu)型可描述為三角錐形，P原子的雜化方式為sp3；

（3）Fe原子的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，則基態(tài)Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2；電子數(shù)相同、原子數(shù)也相同的微粒就叫做等電子體，CN－的電子數(shù)為14，原子數(shù)為2，所以與CN－互為等電子體的分子為N2；等電子體結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)也相似，由于在N2中2個(gè)N原子共用三對(duì)電子，一個(gè)是σ鍵，2個(gè)π鍵，所以在CN－中的π鍵也是2個(gè)；

（4）由晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)合均攤法可知：在每個(gè)晶胞中含有：Ti：1；Ba：8×=1；O:6×=3，所以該化合物的化學(xué)式為BaTiO3；故TiO2與碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑；在晶體中每個(gè)Ti原子周圍有6個(gè)O原子與它距離相等而且最近，這6個(gè)O原子構(gòu)成的是正八面體；所以配位數(shù)為6；由于在一個(gè)晶胞中只含有一個(gè)BaTiO3，所以晶體的密度。