Question

4．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A的價電子層中的未成對電子有3個，B的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，C、D為同周期元素，C元素基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，D元素最外層有一個未成對電子，E位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．回答下列問題：
（1）D原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，E的價電子排布為3d¹⁰4s²．
（2）單質(zhì)B有兩種同素異形體，其中沸點高的是O₃（填分子式），原因是O₃相對原子質(zhì)量較大，范德華力較大；
（3）A、B、C中第一電離能最大的是N（填元素符號），其中A的氫化物（AH₃）分子中，A原子軌道的雜化類型是sp³．
（4）化合物D₂B的立體構(gòu)型為V形，單質(zhì)D與濕潤的Na₂CO₃反應(yīng)可制備D₂B，其化學(xué)方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl．
（5）E與C所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示．
①在1個晶胞中，E離子的數(shù)目為4．
②該化合物的化學(xué)式為ZnS．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A的價電子層中的未成對電子有3個，價電子排布為2s²2p³，則A為N元素；B的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則B的最外層電子數(shù)為6，B為O元素；C、D為同周期元素，C元素基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，則C的原子序數(shù)為16，即C為S元素；D元素最外層有一個未成對電子，D為Cl元素；E位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，即電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²，為Zn元素，以此來解答．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A的價電子層中的未成對電子有3個，價電子排布為2s²2p³，則A為N元素；B的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則B的最外層電子數(shù)為6，B為O元素；C、D為同周期元素，C元素基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，則C的原子序數(shù)為16，即C為S元素；D元素最外層有一個未成對電子，D為Cl元素；E位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，即電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²，為Zn元素，
（1）D原子序數(shù)為17，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，E的價電子排布式為3d¹⁰4s²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；3d¹⁰4s²；
（2）兩種單質(zhì)為氧氣和臭氧，O₃相對原子質(zhì)量較大，范德華力較大，則沸點高，故答案為：O₃；O₃相對原子質(zhì)量較大，范德華力較大；
（3）非金屬性強(qiáng)，第一電離能大，但N原子2 2p電子半滿為穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能最大，則A、B、C中第一電離能最大的是N，A的氫化物（AH₃）分子為三角錐型，A原子軌道的雜化類型是sp³，故答案為：N；sp³；
（4）化合物Cl₂O與水的結(jié)構(gòu)相似，O為sp³雜化，且存在兩對孤對電子，其立體構(gòu)型為V形，單質(zhì)D與濕潤的Na₂CO₃反應(yīng)可制備D₂B，其化學(xué)方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl，
故答案為：V形； 2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（5）①由圖可知，E離子位于頂點和面心，其數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案為：4；
 ②由圖可知，C位于體內(nèi)，個數(shù)為4，E、C的個數(shù)比為1：1，其化學(xué)式為ZnS，故答案為：ZnS．

點評 本題考查晶胞計算及位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為高頻考點，把握元素的電子排布推斷元素為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、推斷及計算能力的考查，題目難度中等．