Question

15．已知 A、B、C、D、E 都是元素周期表中原子序數(shù)小于36的元素，且它們的核電荷數(shù)依次增大．B原子的p軌道半充滿，形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的．D原子得到一個(gè)電子后 3p 軌道全充滿．A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層．C與A形成A₂C型離子化合物．E的原子序數(shù)為26，E原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物． 請(qǐng)根據(jù)以上情況，回答下列問(wèn)題：
（1）E元素原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁶4s²．
（2）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)镹a＜S＜P＜Cl． （用元素符號(hào)表示）
（3）B 元素的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的原因是第VA族元素的氫化物中NH₃分子間具有氫鍵，而AsH₃分子的相對(duì)分子質(zhì)量比 PH₃分子的大．
（4）化合物BD₃的分子中，原子B的雜化軌道是其sp³雜化，分子空間構(gòu)型是三角錐形．
（5）E 的一種常見(jiàn)配合物E（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑． 據(jù)此可判斷E（CO）₅的晶體類(lèi)型為分子晶體．金屬 E 單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的E原子個(gè)數(shù)之比為1：2．

Answer 1

分析 B原子的p軌道半充滿，處于VA族，B元素形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，由于氨氣分子之間形成氫鍵，故B為P元素；D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，則D為Cl元素；A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層，則A為Na元素；C與A形成A₂C型離子化合物，則C應(yīng)為第ⅥA主族元素，C的核電荷數(shù)大于磷而又小于氯，故C為S元素；E的原子序數(shù)為26，為Fe元素．
（1）E的原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)核外電子排布式；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但ⅡA族、VA族高于同周期相鄰元素的；
（3）NH₃分子間具有氫鍵，沸點(diǎn)最高，其它分子相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高；
（4）PCl₃中P原子孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-1×3}{2}$=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4；
（5）配合物E（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，熔沸點(diǎn)低，易溶于非極性溶劑，符合分子晶體的性質(zhì)；
根據(jù)均攤法計(jì)算體心立方晶胞、面心立方晶胞中E原子數(shù)目之比．

解答 解：B原子的p軌道半充滿，處于VA族，B元素形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，由于氨氣分子之間形成氫鍵，故B為P元素；D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，則D為Cl元素；A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層，則A為Na元素；C與A形成A₂C型離子化合物，則C應(yīng)為第ⅥA主族元素，C的核電荷數(shù)大于磷而又小于氯，故C為S元素；E的原子序數(shù)為26，為Fe元素．
（1）E的原子核外電子數(shù)為26，元素原子的核外電子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁶4s²；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但ⅡA族、VA族分別為全滿、半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：Na＜S＜P＜Cl，
故答案為：Na＜S＜P＜Cl；
（3）第VA族元素的氫化物中NH₃分子間具有氫鍵，而AsH₃分子的相對(duì)分子質(zhì)量比 PH₃分子的大，故PH₃的沸點(diǎn)最低，
故答案為：第VA族元素的氫化物中NH₃分子間具有氫鍵，而AsH₃分子的相對(duì)分子質(zhì)量比 PH₃分子的大；
（4）PCl₃中P原子孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-1×3}{2}$=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4，雜化軌道數(shù)目為4，P原子采取sp³雜化，所分子的空間構(gòu)型是三角錐形，
故答案為：sp³雜化；三角錐形；
（5）E 的一種常見(jiàn)配合物E（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑． 據(jù)此可判斷E（CO）₅的晶體類(lèi)型為分子晶體，
體心立方晶胞中E原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方晶胞中E原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的E原子個(gè)數(shù)之比為3：4=1：2，
故答案為：分子晶體；1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、氫鍵、雜化方式與空間構(gòu)型、晶體類(lèi)型與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，注意同周期主族元素第一電離能異常情況，注意氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響．