Question

有a、b、c、d、f五種前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，第一電離能I₁(a)<I₁(c)<I₁(b)且其中基態(tài)b原子的2p軌道處半充滿狀態(tài)，已知bc₂⁺與ac₂互為等電子體，d為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，f的原子序數(shù)為29。請(qǐng)回答下列問題。(如需表示具體元素請(qǐng)用相應(yīng)的元素符號(hào))
（1）寫出bc₂⁺的電子式__________，基態(tài)f原子的核外電子排布式為___________。
（2）b的簡(jiǎn)單氫化物極易溶于c的簡(jiǎn)單氫化物，其主要原因是                 。

（3）化合物甲由c、d兩種元素組成，其晶胞如甲圖，甲的化學(xué)式___________。
（4）化合物乙的部分結(jié)構(gòu)如乙圖，乙由a、b兩元素組成，硬度超過金剛石。①乙的晶體類型為________________________，其硬度超過金剛石的原因是_________________________。
②乙的晶體中a、b兩種元素原子的雜化方式均為___________________。

Answer 1

（1）［］⁺       1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）兩種氫化物都是極性分子，分子間都能形成氫鍵     （3）KO₂      
（4）①原子晶體  C—N鍵的鍵長(zhǎng)小于C—C鍵，C—N鍵的鍵能大于C—C鍵  ②sp³雜化

試題分析：基態(tài)b原子的2p軌道處半充滿狀態(tài)，則b原子的電子排布為1s²2s²2p³，b元素為N元素，a、b、c三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，第一電離能I₁(a)<I₁(c)<I₁(b)，bc₂⁺與ac₂互為等電子體，說明b原子電子數(shù)比a原子數(shù)多1個(gè)，則a為C元素，c為O元素，d為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，則d為K元素，f的原子序數(shù)為29，則f為Cu元素。
（1）bc₂⁺為NO₂⁺，與ac₂即CO₂互為等電子體，所以N原子分別與O原子形成雙鍵，所以bc₂⁺電子式為：［］⁺；Cu原子核外電子數(shù)為29，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）b的簡(jiǎn)單氫化物極易溶于c的簡(jiǎn)單氫化物，即NH₃極易溶于H₂O，是因?yàn)镹H₃與H₂O都是極性分子，分子間都能形成氫鍵。
（3）根據(jù)甲的晶胞示意圖可以看出K位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面的面心，所以1個(gè)晶胞含K：8×1/8+6×1/2=4，兩個(gè)O原子形成的原子團(tuán)位于晶胞的12個(gè)棱的中心和體心，則數(shù)目為：12×1/4+1=4，所以甲的化學(xué)式為：KO₂
（4）①因?yàn)橐业挠捕瘸�過金剛石，所以乙的晶體類型為原子晶體；乙是由C、N兩元素組成，晶體內(nèi)共價(jià)鍵為C—N鍵，金剛石內(nèi)共價(jià)鍵為C—C鍵，因?yàn)镃—N鍵的鍵長(zhǎng)小于C—C鍵，C—N鍵的鍵能大于C—C鍵，所以硬度超過金剛石。
②因?yàn)橐揖�體結(jié)構(gòu)類似金剛石，C、N原子都形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以C、N原子的雜化方式均為sp³雜化。