Question

20．A、B、C、D、E、X六種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C的基態(tài)原子中L層未成對電子數(shù)分別為3、2、1，D是短周期中原子半徑最大的主族元素，E是主族元素且與X同周期，E與C可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．X位于元素周期表中第四周期ⅠB族．
請回答下列問題：
（1）D單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為體心立方堆積，其配位數(shù)是8．DAB₃中陰離子的立體構(gòu)型是平面三角形．中學(xué)化學(xué)常見微粒中，與晶體D₃AB₄中陰離子互為等電子體的分子有SiF₄或SiCl₄或 CCl₄等（任寫一種）．
（2）X²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，X²⁺離子與水分子形成的配離子[X（H₂O）₄]²⁺為平面正方形結(jié)構(gòu)，其中的兩個H₂O被Cl^-取代有兩種不同的結(jié)構(gòu)，試畫出[X（H₂O）₂（Cl）₂]具有極性的分子的結(jié)構(gòu)．
（3）A元素分別能與硼、鋁形成相同類型的晶體，但是A與硼形成晶體的熔點(diǎn)更高，其原因是氮化硼、氮化鋁均為原子晶體，硼的原子半徑比鋁小，B-N鍵的鍵能比Al-N的鍵能大．
（4）AC₃的沸點(diǎn)比氨的沸點(diǎn)低得多，原因是因?yàn)镹H₃分子間有氫鍵，NF₃只有范德華力．
（5）若E與C形成的晶體的密度為a g•cm^-3，則晶胞的體積是$\frac{312}{a{N}_{A}}$ cm³ （用N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，寫出表達(dá)式即可）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、X六種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C的基態(tài)原子中L層未成對電子數(shù)分別為3、2、1，則A為氮元素，B為氧元素，C為氟元素，D是短周期中原子半徑最大的主族元素，則D是鈉元素，X位于元素周期表中第四周期ⅠB族，則X為銅元素，E是主族元素且與X同周期，E與C可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，在晶胞中含有E的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有C的個數(shù)為8，所以E和C的個數(shù)比為1：2，所以E為鈣元素，據(jù)此答題．

解答 解：A、B、C、D、E、X六種元素的原子序數(shù)依次遞增，A、B、C的基態(tài)原子中L層未成對電子數(shù)分別為3、2、1，則A為氮元素，B為氧元素，C為氟元素，D是短周期中原子半徑最大的主族元素，則D是鈉元素，X位于元素周期表中第四周期ⅠB族，則X為銅元素，E是主族元素且與X同周期，E與C可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，在晶胞中含有E的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有C的個數(shù)為8，所以E和C的個數(shù)比為1：2，所以E為鈣元素．
（1）D是鈉元素，D單質(zhì)晶體中原子的堆積方式為體心立方堆積，其配位數(shù)是8，NaNO₃ 中陰離子的中心原子氮原子的價層電子對數(shù)為3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3，沒有孤電子對，所以它的立體構(gòu)型是平面三角形，中學(xué)化學(xué)常見微粒中，與晶體Na₃NO₄中陰離子互為等電子體的分子有 SiF₄或SiCl₄或 CCl₄等，
故答案為：8；平面三角形；SiF₄或SiCl₄或 CCl₄等；
（2）X為銅元素，X²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，Cu²⁺離子與水分子形成的配離子[Cu（H₂O）₄]²⁺為平面正方形結(jié)構(gòu)，其中的兩個H₂O被Cl^-取代有兩種不同的結(jié)構(gòu)，[Cu（H₂O）₂（Cl）₂]具有極性的分子的結(jié)構(gòu)為，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；；
（3）A為氮元素，分別能與硼、鋁形成相同類型的晶體，氮化硼、氮化鋁均為原子晶體，硼的原子半徑比鋁小，B-N鍵的鍵能比Al-N的鍵能大，所以氮與硼形成晶體的熔點(diǎn)更高，
故答案為：氮化硼、氮化鋁均為原子晶體，硼的原子半徑比鋁小，B-N鍵的鍵能比Al-N的鍵能大；
（4）NF₃的沸點(diǎn)比氨的沸點(diǎn)低得多，是因?yàn)镹H₃分子間有氫鍵，NF₃只有范德華力，
故答案為：因?yàn)镹H₃分子間有氫鍵，NF₃只有范德華力；
（5）E與C形成的晶體為CaF₂，根據(jù)上面的分析可知，每個晶胞中含有4個鈣離子和8個氟離子，當(dāng)它的密度為a g•cm^-3時，則晶胞的體積是$\frac{4×\frac{19×2+40}{{N}_{A}}g}{ag•c{m}^{-3}}$cm³=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布規(guī)律、晶體結(jié)構(gòu)、微粒構(gòu)型判斷、等電子體、熔沸點(diǎn)比較、氫鍵、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算．