Question

14．A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍；B的焰色反應呈黃色；C的氫化物是一種強酸，其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質；D是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個未成對電子．請回答下列問題：
（1）D的基態(tài)原子價層電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）C的氫化物的沸點比其上一周期同族元素的氫化物低，是因為HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵
（3）A、C電負性大小順序是O＞Cl（用元素符號表示），C的最高價含氧酸根的空間構型為正四面體，其中心原子的雜化類型為sp³．
（4）A、B形成的化合物的晶胞如圖所示，該晶胞的化學式為Na₂O，其中A離子的配位數為8，該晶體類型為離子晶體．
（5）該晶胞的邊長為a pm（N_A表示阿伏伽德羅常數），則該晶胞的密度為$\frac{4×62}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g/cm³（列出算式）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則A為O元素；B的焰色反應呈黃色，則B為Na；C的氫化物是一種強酸，則C為Cl；其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可知E為Mn元素；D是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個未成對電子，處于第四周期，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D為Cr，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E是元素周期表中原子序數依次遞增的前四周期元素．A原子最外層電子數為內層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則A為O元素；B的焰色反應呈黃色，則B為Na；C的氫化物是一種強酸，則C為Cl；其濃溶液可與A、E的化合物反應生成C的單質，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可知E為Mn元素；D是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個未成對電子，處于第四周期，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D為Cr．
（1）D為Cr，其基態(tài)原子中有6個未成對電子，處于第四周期，基態(tài)原子價層電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）C為Cl，其上一周期同族元素的氫化物為HF，HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵，故HCl的沸點低于HF，
故答案為：HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵；
（3）A為O元素、C為Cl元素，二者形成的氧化物中O元素表現負化合價，對鍵合電子吸引力更大，故電負性大小順序是O＞Cl，Cl的最高價含氧酸根為ClO₄^-，Cl原子價層電子對數為4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4，沒有孤對電子，故其空間構型為正四面體，其Cl原子的雜化類型為sp³雜化，
故答案為：O＞Cl；正四面體；sp³；
（4）晶胞中Na原子數目為8，O原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Na、O原子數目之比為8：4=2：1，故該晶胞的化學式為Na₂O，以上面面心中A離子研究，與之相鄰的B離子有8個，另外4個位于上面晶胞內部，故A離子的配位數為8，該晶體屬于離子晶體，
故答案為：Na₂O；8；離子晶體；
（5）晶胞的邊長為a pm，則晶胞的體積為（a×10^-10）³cm³，晶胞中Na原子數目為8，O離子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以晶胞的密度為$\frac{\frac{23×8+16×4}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=$\frac{4×62}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{4×62}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電負性、核外電子排布、微粒結構、雜化軌道、晶胞計算等，要學會用均攤法進行晶胞的計算，題目難度中等．