Question

3．有A、B、C、D、E五種元素，其相關(guān)信息如表：

元素	相關(guān)信息
A	A原子的1s軌道上只有1個(gè)電子
B	B是電負(fù)性最大的元素
C	C基態(tài)原子的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子
D	D是主族元素且與E同周期，其最外能層 上有2個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子
E	E能形成紅色（或磚紅色）的E2O和黑色的EO兩種氧化物

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出E元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）C元素的第一電離能比氧元素的第一電離能大（填“大”或“小”）．
（3）CA₃分子中C原子的雜化類型是sp³．
（4）A、C、E三種元素可形成[E（CA₃）₄]²⁺，其中存在的化學(xué)鍵類型有①③（填序號(hào)）；
①配位鍵  ②金屬鍵  ③極性共價(jià)鍵  ④非極性共價(jià)鍵  ⑤離子鍵  ⑥氫鍵
若[E（CA₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，且當(dāng)[E（CA₃）₄]²⁺中的兩個(gè)CA₃被兩個(gè)Cl^-取代時(shí)，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[E（CA₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為a（填序號(hào)）．
a．平面正方形   b．正四面體   c．三角錐形   d．V形
（5）B與D可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．其中D離子的配位數(shù)為8，若該晶體的密度為a g•cm^-3，則該晶胞的體積是$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$ cm³（寫出表達(dá)式即可）．

Answer 1

分析 A原子的1s軌道上只有一個(gè)電子，則A是H元素；B是電負(fù)性最大的元素，則B為F元素；C的基態(tài)原子2p軌道有三個(gè)未成對(duì)電子，則C是N元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D為主族元素，且與E同周期，其最外層上有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則D最外層有兩個(gè)電子，且為主族元素，為Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Cu元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定原子雜化方式；
（4）含有空軌道和含有孤電子對(duì)的原子之間形成配位鍵，不同非金屬元素之間易形成極性鍵；
若[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，且當(dāng)[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代時(shí)，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺平面正方形；
（5）F與Ca可形成離子化合物，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，Ca ²⁺的配位數(shù)為8；該晶胞中氟離子個(gè)數(shù)為8、鈣離子個(gè)數(shù)=$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=4，該晶胞的體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$．

解答 解：A原子的1s軌道上只有一個(gè)電子，則A是H元素；B是電負(fù)性最大的元素，則B為F元素；C的基態(tài)原子2p軌道有三個(gè)未成對(duì)電子，則C是N元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D為主族元素，且與E同周期，其最外層上有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則D最外層有兩個(gè)電子，且為主族元素，為Ca元素；
（1）E是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，Cu元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，N和O元素位于同一周期且N元素位于第VA族、O元素位于第VIA族，所以第一電離能N＞O，
故答案為：大；
（3）NH₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以N的雜化軌道類型是sp³，
故答案為：sp³；
（4）[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子與氮原子之間形成配位鍵，氨氣分子中N原子與H原子之間形成極性鍵；[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為平面正方形，
故答案為：①③；a；
（5）F與Ca可形成離子化合物，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，Ca ²⁺的配位數(shù)為8；該晶胞中氟離子個(gè)數(shù)為8、鈣離子個(gè)數(shù)=$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=4，該晶胞的體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$cm³，
故答案為：8；$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}×4}{a}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、配合物、原子核外電子排布、電離能等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)運(yùn)用、計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算及配位數(shù)計(jì)算，題目難度中等．