Question

3．A、B、C、D是周期表中序數(shù)依次增大的前四周期元素，A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零，常溫常壓下B、C的單質(zhì)呈氣態(tài)，A₂^2-、B₂、C₂²⁺互為等電子體，基態(tài)D³⁺的M層有5個能量和自旋方向均相同的電子，回答下列問題：
（1）A、B、C三種元素的第一電離能從大到小的順序?yàn)镹＞O＞C，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞N＞C；基態(tài)C原子核外未成對電子數(shù)為2．
（2）（AB）₂中A原子的雜化類型為sp，該分子的空間構(gòu)型為直線形；[D（AB）₆]^3-中提供空軌道的微粒是Fe³⁺．
（3）A的一種含氧酸化學(xué)式為A（OH）₄，它屬于弱（填“強(qiáng)”或“弱”）酸．
（4）B與D形成間充化合物E，E的一種晶體其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，不同價(jià)態(tài)D原子數(shù)目$\frac{D（Ⅰ）}{D（Ⅱ）}$=1：3；E的化學(xué)式為Fe₄N．

Answer 1

分析 A、B、C、D、是周期表中序數(shù)依次增大的前四周期元素，A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零，常溫常壓下B、C的單質(zhì)呈氣態(tài)，A₂^2-、B₂、C₂²⁺互為等電子體，可推知A為碳元素、B為N元素、C為O元素，基態(tài)D³⁺的M層有5個能量和自旋方向均相同的電子，D³⁺的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，則D為Fe．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素的電負(fù)性增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；基態(tài)C原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴；
（2）CN^-與氮?dú)夥肿踊�為等電子體，（CN）₂的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，C原子雜化軌道數(shù)目為2；配合物中中心原子或離子含有空軌道，配體含有孤對電子；
（3）A的一種含氧酸化學(xué)式為A（OH）₄，相當(dāng)于碳酸，屬于弱酸；
（4）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Fe（I）、Fe（II）、N原子數(shù)目進(jìn)行解答．

解答 解：A、B、C、D、是周期表中序數(shù)依次增大的前四周期元素，A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零，常溫常壓下B、C的單質(zhì)呈氣態(tài)，A₂^2-、B₂、C₂²⁺互為等電子體，可推知A為碳元素、B為N元素、C為O元素，基態(tài)D³⁺的M層有5個能量和自旋方向均相同的電子，D³⁺的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，則D為Fe．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素的電負(fù)性增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能N＞O＞C，電負(fù)性O(shè)＞N＞C，基態(tài)C原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，4p能級有2個未成對電子，
故答案為：N＞O＞C；O＞N＞C；2；
（2）CN^-與氮?dú)夥肿踊�為等電子體，（CN）₂的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，C原子雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，該分子的空間構(gòu)型為直線形，[D（AB）₆]^3-中提供空軌道的微粒是Fe³⁺，
故答案為：sp；直線形；Fe³⁺；
（3）A的一種含氧酸化學(xué)式為A（OH）₄，相當(dāng)于碳酸，屬于弱酸，
故答案為：弱；
（4）晶胞中Fe（I）數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1、Fe（II）數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3、N原子數(shù)目為1，D原子數(shù)目$\frac{D（Ⅰ）}{D（Ⅱ）}$=1：3，E的化學(xué)式為Fe₄N，
故答案為：1：3；Fe₄N．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、電負(fù)性、雜化方式與空間構(gòu)型、晶胞計(jì)算等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．