Question

12．A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大，A、B是相鄰的同一短周期元素，其中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原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數(shù)目相差10．基態(tài)D、E原子的價電子層中未成對電子數(shù)分別為4、2．且原子序數(shù)相差2，其中D元素是生產(chǎn)、生活中常見的金屬．

（1）六種元素中電負(fù)性最大的是N（填元素符號）．C的基態(tài)原子電子排布式是【Ar】4S¹．
（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）．HAB分子中含有π鍵的數(shù)目和σ鍵的數(shù)目比為1：1，黃血鹽晶體中各種微粒間隙除離子鍵外還涉及的作用力有ab（填序號）．
   a．共價鍵    b．配位鍵    c．金屬鍵   d．氫鍵   e．分子間的作用力
（3）有機(jī)物HCHO在E催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)，HCHO中碳原子采取的雜化方式是sp²，HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形，它與H₂加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH₄的熔、沸點高，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（請先判斷對應(yīng)的圖），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ag/cm³，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，C原子的
摩爾質(zhì)量為Mg/mol，則表示C原子半徑的計算式為$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B是相鄰的同一短周期元素，其中A元素所形成的化合物種類最多是碳，所以B是氮元素，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原子的價電子層中未成對電子均為1個，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原子的價電子層中未成對電子均為1個，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價電子排布分別為3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D為Fe、E為Ni，
（1）非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性最大的是N，K的核外電子排布為：【Ar】4S¹，
故答案為：N；【Ar】4S¹；
（2）黃血鹽的化學(xué)式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-與氮氣互為等電子體，CN^-中存在C≡N三鍵，故1mol HCN中含有π鍵的數(shù)目為2N_A，和σ鍵的數(shù)目為2N_A，所以之比為1：1，黃血鹽晶體中含有離子鍵、配位鍵、共價鍵，沒有金屬鍵、氫鍵、分子間的作用力，
故答案為：1：1；ab；
（3）根據(jù)HCHO碳原子含有3個σ鍵，所以碳原子采取的雜化方式為sp²； HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型是平面三角形，加成產(chǎn)物CH₃OH分子之間能形成氫鍵熔、沸點比CH₄的熔、沸點高，故答案為：sp²；平面三角形；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Cu原子研究與之最近的原子位于面心，每個頂點Cu原子為12個面共用，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×$\frac{1}{8}$=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=$\frac{2×M}{NA}$g，設(shè)該晶胞的密度為a g/cm³，則晶胞體積=$\frac{\frac{2M}{NA}g}{a\\;g/c{m}^{3}}$=$\frac{2M}{aNA}$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3（$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm）²=（4r）²，故r=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：2：3；$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

點評 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、電負(fù)性、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞計算等，較好的考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的主干知識，（4）為易錯點、難點，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)計算具有一定的要求，難點中等．