Question

12．前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，基態(tài)C、F原子的價(jià)電子層中未成對電子均為1個(gè)，且C、F原子的電子數(shù)相差為10，基態(tài)D、E原子的價(jià)電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2，且原子序數(shù)相差為2．
（1）六種元素中第一電離能最小的是K（填元素符號，下同），電負(fù)性最大的是N．
（2）黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配位化合物C₄[D（AB）₆]，易溶于水，廣泛用作食鹽添加劑（抗結(jié)劑）．請寫出黃血鹽的化學(xué)式K₄[Fe（CN）₆]，1mol AB^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A，黃血鹽晶體中各種微粒間的作用力不涉及def（填序號）．
a．離子鍵   b．共價(jià)鍵   c．配位鍵
d．金屬鍵   e．氫鍵   f．分子間的作用力
（3）E的價(jià)層電子排布式為3d⁸4s²，很多不飽和有機(jī)物在E催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)：如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO．其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質(zhì)序號），HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形，它加成產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn)比CH₄的熔、沸點(diǎn)高，其主要原因是（須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì)）加成產(chǎn)物CH₃OH分子之間能形成氫鍵．
（4）金屬C、F晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，C、F兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數(shù)之比為2：3．金屬C的晶胞中，若設(shè)該晶胞的密度為a g/cm³，阿伏加得羅常數(shù)為N_A，C原子的摩爾質(zhì)量為M，則表示C原子半徑的計(jì)算式為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，則A為碳元素、B為N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，只能處于第四周期，基態(tài)C、F原子的價(jià)電子層中未成對電子均為1個(gè)，且C、F原子的電子數(shù)相差為10，可推知C為K、F為Cu，基態(tài)D、E原子的價(jià)電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2，且原子序數(shù)相差為2，D、E價(jià)電子排布分別為3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D為Fe、E為Ni，據(jù)此解答．

解答 解：前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，則A為碳元素、B為N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，只能處于第四周期，基態(tài)C、F原子的價(jià)電子層中未成對電子均為1個(gè)，且C、F原子的電子數(shù)相差為10，可推知C為K、F為Cu，基態(tài)D、E原子的價(jià)電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2，且原子序數(shù)相差為2，D、E價(jià)電子排布分別為3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D為Fe、E為Ni，
（1）六種元素中K的金屬性最強(qiáng)，其第一電離能最小，非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性最大的是N，
故答案為：K；N；
（2）黃血鹽的化學(xué)式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-與氮?dú)饣�為等電子體，CN^-中存在C≡N三鍵，故1mol CN^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A，黃血鹽晶體中含有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵，沒有金屬鍵、氫鍵、分子間的作用力，
故答案為：K₄[Fe（CN）₆]；2N_A；def；
（3）E為Ni，Ni的價(jià)層電子排布式為3d⁸4s²，①CH₂=CH₂、③、④HCHO中C原子價(jià)層電子對數(shù)都是3，沒有孤電子對，C原子采取sp²雜化，②HC≡CH為C原子價(jià)層電子對數(shù)是2，沒有孤電子對，C原子采取sp雜化，HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為 平面三角形，它加成產(chǎn)物為甲醇，甲醇分子之間形成氫鍵，其熔、沸點(diǎn)比CH₄的熔、沸點(diǎn)高，
故答案為：3d⁸4s²；①③④；平面三角；加成產(chǎn)物CH₃OH分子之間能形成氫鍵；
（4）金屬K晶體為體心立方堆積，晶胞結(jié)構(gòu)為圖Ⅰ，晶胞中K原子配位數(shù)為8，金屬Cu晶體為面心立方最密堆積，晶胞結(jié)構(gòu)為圖Ⅱ，以頂點(diǎn)Cu原子研究與之最近的原子位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共$\frac{1}{8}$用，晶胞中Cu原子配位數(shù)為12，K、Cu兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數(shù)之比為 8：12=2：3；
金屬K的晶胞中，K原子數(shù)目=1+8×=2，若K原子的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加得羅常數(shù)為N_A，則晶胞質(zhì)量=$\frac{2M}{{N}_{A}}$g，設(shè)該晶胞的密度為a g/cm³，則晶胞體積=$\frac{\frac{2M}{{N}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{2M}{a{N}_{A}}$cm³，晶胞棱長=$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，設(shè)K原子半徑為r，則晶胞體對角線長度=4r，故r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：2：3；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素推斷、核外電子排布、電離能、電負(fù)性、配合物、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞計(jì)算等，較好的考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的主干知識(shí)，（4）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生熟記晶胞結(jié)構(gòu)，對學(xué)生的空間想象及數(shù)學(xué)計(jì)算具有一定的要求，難點(diǎn)中等．