Question

19．短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大，c和d位于同主族且原子序數相差8；基態(tài)a原子核外有3個能級上容納電子且每個能級上電子數相等，c原子s能級電子總數與p能級電子數相等，基態(tài)e原子的M層上有2個未成對電子且無空軌道．
（1）在a、b、c中，第一電離能由大到小排序為N＞O＞C（用元素符號表示）；基態(tài)e原子的價層電子排布式為3d⁸4s²．
（2）配合物e（ac）₄在常溫下呈液態(tài)，易溶于四氯化碳、苯等有機溶劑．固態(tài)e（ac）₄的晶體類型是分子晶體．已知（dab）₂分子中含非極性鍵，分子中每個原子最外層都達到8個電子穩(wěn)定結構，1mol（dab）₂分子含σ鍵的數目為5×6.02×10²³．
（3）寫出一種與dab互為等電子體的分子CO₂（或N₂O）（填化學式）．
ac₃^2-的中心原子雜化類型為sp²；dc₃^2-的空間構型為三角錐型．
（4）ec晶胞結構與NaCl相似，其晶胞邊長為a pm，列式計算該晶胞的密度為$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3（不必計算出結果，阿伏伽德羅常數的值為N_A），晶胞中c粒子的配位數為6．
（5）人工合成的ec晶胞存在缺陷，即陽離子有+3、+2價兩種．某人工合成的晶體樣品組成為e_0.96c，則該晶體中+3價、+2價兩種離子的個數之比為1：11．

Answer 1

分析 短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大，c原子s能級電子總數與p能級電子數相等，c的電子排布為1s²2s²2p⁴，c和d位于同主族且原子序數相差8，可知c為O，d為S；基態(tài)a原子核外有3個能級上容納電子且每個能級上電子數相等，a的電子排布為1s²2s²2p²，則a為C元素，結合原子序數關系可知b為N；基態(tài)e原子的M層上有2個未成對電子且無空軌道，e的電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則e為Ni，以此來解答．

解答 解：短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大，c原子s能級電子總數與p能級電子數相等，c的電子排布為1s²2s²2p⁴，c和d位于同主族且原子序數相差8，可知c為O，d為S；基態(tài)a原子核外有3個能級上容納電子且每個能級上電子數相等，a的電子排布為1s²2s²2p²，則a為C元素，結合原子序數關系可知b為N；基態(tài)e原子的M層上有2個未成對電子且無空軌道，e的電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則e為Ni，
（1）非金屬性強的第一電離能大，但N的2p電子半滿為穩(wěn)定結構，則a、b、c中，第一電離能由大到小排序為N＞O＞C，基態(tài)e原子的價層電子排布式為 3d⁸4s²，
故答案為：N＞O＞C；3d⁸4s²；   
（2）易溶于四氯化碳、苯等有機溶劑．固態(tài)e（ac）₄的晶體類型是分子晶體，（SCN）₂分子結構中含S-C、C≡N鍵，結構式為N≡C-S-S-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵中含1個σ鍵，1mol（dab）₂分子含σ鍵的數目為1mol×5×6.02×10²³=5×6.02×10²³個，
故答案為：分子晶體；5×6.02×10²³；
（3）與dab互為等電子體的分子中原子數為3，價電子數為15，如CO₂（或N₂O），CO₃^2-的中心原子C的孤對電子為$\frac{4+2-2×3}{2}$=0，成鍵數為3，雜化類型為sp²雜化；SO₃^2-中S的孤對電子為$\frac{6+2-2×3}{2}$=1，成鍵數為3，雜化類型為sp³雜化，空間構型為三角錐型，
故答案為：CO₂（或N₂O）；sp²； 三角錐型；
（4）NiO的晶體為立方面心結構，如圖，以體心的原子周圍有6個不同的配位原子可知，晶胞中c粒子的配位數為6，晶體中含O為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含Ni為1+12×$\frac{1}{4}$=4，晶胞邊長為a pm，體積為（a×10^-10cm）³，該晶胞的密度為$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{4×75}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$； 6；
（5）設1mol Ni_0.96O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺為（0.96-x）mol，根據晶體仍呈電中性，可知 3x+2×（0.96-x）=2×1，解得x=0.08mol，Ni²⁺為（0.96-x）mol=0.88mol，即離子數之比為Ni³⁺：Ni²⁺=0.08：0.88=1：11，
故答案為：1：11．

點評 本題考查晶胞計算及原子結構，為高頻考點，把握電子排布規(guī)律推斷元素、物質結構與性質為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意（4）中計算為解答的難點，題目難度不大．